PENGEMBANGAN POWER MANAGEMENT SYSTEM UNTUK...

i

TUGAS AKHIR – ME141501

PENGEMBANGAN POWER MANAGEMENT SYSTEM

UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK PADA KAPAL

TANKER BERBASIS SOFTWARE LABVIEW

Raynaldi Pratama

NRP. 4212 100 060

Dosen Pembimbing

Indra Ranu Kusuma, S.T., M.Sc.

Juniarko Prananda, S.T., M.T.

DEPARTEMEN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

Fakultas Teknologi Kelautan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2017

ii

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

iii

UNDERGRADUATE THESES – ME141501

THE DEVELOPMENT OF POWER MANAGEMENT

SYSTEM FOR ELECTRIC POWER GENERATION IN

TANKER SHIP BASED ON LABVIEW SOFTWARE

Raynaldi Pratama

NRP. 4212 100 060

Supervisor

Indra Ranu Kusuma, S.T., M.Sc.


DEPARTMENT OF MARINE ENGINEERING

Faculty of Marine Technology

Sepuluh Nopember Institute of Technology

Surabaya 2017

iv


vi


viii


ix

PENGEMBANGAN POWER MANAGEMENT SYSTEM

UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK PADA KAPAL

TANKER BERBASIS SOFTWARE LABVIEW

Nama Mahasiswa : Raynaldi Pratama

NRP. : 4212 100 060

Departemen : Teknik Sistem Perkapalan

Dosen Pembimbing : Indra Ranu Kusuma, S.T., M.Sc.


Abstrak

Power management system (PMS) untuk pembangkit listrik

di kapal, dalam hal ini kapal tanker, merupakan suatu sistem yang

memiliki fungsi controling dan monitoring terhadap semua

generator sebagai penyedia daya listrik utama untuk semua

peralatan kelistrikan atau load yang terpasang. Total load yang

harus ditanggung oleh generator bergantung pada jumlah dan

intensitas pemakaian load itu sendiri. Besaran total load tersebut

dapat diketahui melalui PMS untuk menentukan banyaknya

generator yang harus beroperasi. Jenis load tersebut dapat

dikelompokkan menjadi essential dan non essential load.

Pengelompokan ini berpengaruh pada kinerja generator dimana

generator akan menanggung beban puncak sebesar 306.67 kW

dengan kondisi seluruh peralatan kelistrikan beroperasi untuk

memenuhi kebutuhan bongkar muat kapal tanker. Sedangkan pada

kondisi emergency dan cut off non essential load melalui PMS

telah dilakukan, generator hanya akan menanggung beban sebesar

253.88 kW untuk kebutuhan yang sama. Pada kasus paling

ekstrim (total effisiensi operasi paralel sebesar 70%) generator

masih dapat menanggung beban sebesar 306.6 kW dengan spare

daya sebesar 52.72 kW.

Kata kunci: power management, generator, total load, essential

load, non essential load.

x


xi

THE DEVELOPMENT OF POWER MANAGEMENT

SYSTEM FOR ELECTRIC POWER GENERATION IN

TANKER SHIP BASED ON LABVIEW SOFTWARE

Name : Raynaldi Pratama

NRP. : 4212 100 060

Department : Marine Engineering

Supervisor : Indra Ranu Kusuma, S.T., M.Sc.


Abstract

Power management system (PMS) for electric power

generation in ship, in the case of tanker ship, is the system that

has function to control and to monitor all generators in ship as the

main electricity supplier for all electric equipments or installed

load. The number of total load that supplied by generator depends

on the frequency of the use of load itself which would be read in

PMS as well. It leads the operator to take a decision on how many

generator should be operate whether in parralel or stand alone

operation to fulfilling the power needs. Those loads should be

grouped into essential and non essential load. This groups

affecting the performance of the generators, where it will covers

the maximum load at 306.67 kW under the condition of all electric

equipments are operated well while the cargo handling of tanker

ship is on process. However, in the state of emergency while the

non essential electrical equipments are being cut off trough PMS,

the generator will only covers the the maximum load at 253.88 kW

to fulfilling the same needs. In the extreme case (total efficiency of

parralel operation at 70%), the generators would cover the total

load at 306.6 kW still by sparing the generate power of 52.72 kW.

Keywords: power management, generator, total load, essential

load, non essential load.

xii


xiii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT Yang Maha Mulia atas

segala rahmat dan hidayah – Nya, penulis dapat menyelesaikan

tugas akhir yang berjudul “Pengembangan Power Management

System untuk Pembangkit Listrik pada Kapal Tanker Berbasis

Software LabVIEW” dengan baik dalam rangka memenuhi syarat

pada Mata Kuliah Tugas Akhir (ME141501) Departemen Teknik

Sistem Perkapalan FTK – ITS.

Adapun selama proses penyusunan tugas akhir ini penulis

banyak mendapatkan bantuan dan dukungan dari berbagai pihak,

oleh karena itu tidak lupa penulis menyampaikan terima kasih

khususnya kepada:

1. Ibu, ayah, adik, beserta keluarga besar tercinta yang selalu

memberikan dukungan moral dan meterial yang tiada

hentinya.

2. Bapak Dr.Eng. M. Badrus Zaman, S.T., M.T. dan Bapak

Semin, S.T., M.T., Ph.D. selaku Ketua dan Sekretaris

Departemen Teknik Sistem Perkapalan FTK – ITS.

3. Bapak Ir. Sardono Sarwito, M.Sc. selaku dosen wali yang

terus memotivasi dan memberikan masukan kepada penulis

selama melaksanakan studi di Departemen Teknik Sistem

Perkapalan FTK – ITS.

4. Bapak Indra Ranu Kusuma, S.T., M.Sc. dan Bapak Juniarko

Prananda, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I dan II yang

telah membimbing dan memberikan banyak masukan selama

proses penyusunan tugas akhir.

5. Segenap civitas akademika yang telah menyampaikan ilmu

dan berbagai pengalaman selama penulis melaksanakan studi

di Departemen Teknik Sistem Perkapalan FTK – ITS.

6. Rekan-rekan seperjuangan BISMARCK ’12 yang telah

mendampingi penulis selama melaksanakan studi di

Departemen Teknik Sistem Perkapalan FTK – ITS.

xiv

7. Seluruh member dan grader Laboraturium Marine Electrical

and Automation System (MEAS) yang telah memberikan

dukungan dan bantuan kepada penulis selama proses

penyusunan tugas akhir.

8. Seluruh member ITS Marine Solar Boat Team yang terus

memotivasi penulis untuk dapat memberikan yang terbaik

bagi Indonesia.

Penulis menyadari bahwa penyusunan tugas akhir ini masih

belum sempurna, oleh karena itu penulis akan sangat menghargai

kritik dan saran yang membangun demi penelitian terkait diwaktu

mendatang. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat memberikan

sumbangsih yang bermanfaat bagi semua pihak utamanya

pembaca.

Surabaya, Januari 2017

xv

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

BAB I PENDAHULUAN ............................................................. 1

1.1 Latar Belakang ....................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah ............................................................... 2

1.3 Batasan Masalah .................................................................... 2

1.4 Tujuan Penulisan ................................................................... 3

1.5 Manfaat Penulisan ................................................................. 3

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................... 5

2.1 Sistem Kelistrikan Kapal ....................................................... 5

2.1.1 MSB ............................................................................ 7

2.1.2 ESB............................................................................ 11

2.1.3 Kabel ......................................................................... 12

2.1.4 Kebutuhan Daya ........................................................ 14

2.1.5 Generator ................................................................... 16

2.2 Power Management System ................................................ 28

2.2.1 Load ........................................................................... 29

2.2.2 Blackout Prevention .................................................. 30

2.3 LabVIEW ............................................................................ 31

BAB III METODOLOGI ............................................................ 33

3.1 Identifikasi dan Perumusan Masalah ................................... 33

3.2 Studi Literatur ...................................................................... 33

3.3 Pengumpulan Data ............................................................... 33

3.4 Perencanaan Sistem ............................................................. 34

xvi

3.5 Simulasi ............................................................................... 34

3.6 Kesimpulan .......................................................................... 34

3.7 Dokumentasi ........................................................................ 34

BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN .................. 37

4.1 Data Utama Kapal ................................................................ 37

4.2 Data Komponen ................................................................... 37

4.2.1 Data Peralatan Kelistrikan pada Kapal Tanker .......... 37

4.2.2 Data Main Generator ................................................. 39

4.3 Perhitungan Teknis .............................................................. 40

4.3.1 Perhitungan Beban Kelistrikan .................................. 40

4.3.2 Perhitungan Estimasi Load Generator ....................... 41

4.4 Analisis Teknis .................................................................... 46

4.5 Pemodelan dengan Software LabVIEW .............................. 51

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................... 71

5.1 Kesimpulan .......................................................................... 71

5.2 Saran .................................................................................... 72

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Diagram distribusi daya listrik ................................. 6

Gambar 2.3. Main switch board pada kapal .................................. 8

Gambar 2.4. Circuit breaker ......................................................... 8

Gambar 2.5. Fuse .......................................................................... 9

Gambar 2.6. Over current relay .................................................. 10

Gambar 2.7. Dead front panel ..................................................... 10

Gambar 2.8. Marine cable ........................................................... 12

Gambar 2.9. Prinsip kerja generator secara sederhana ................ 17

Gambar 2.10. Pargen (5) ............................................................. 21

Gambar 2.11. Pargen (2) dengan kondisi reaktansi diabaikan .... 21

Gambar 2.12. Pargen (2) dengan kondisi resistansi diabaikan .... 22

Gambar 2.13. Arus sinkronisasi penuh ....................................... 23

Gambar 2.14. Arus sinkronisasi tidak penuh............................... 23

Gambar 2.15. Operasi paralel generator melayani beban ............ 24

Gambar 2.16. Besar daya kelima generator................................. 26

Gambar 2.17. Pembagian beban pada pargen (2) ........................ 28

Gambar 3.1. Flowchart pengerjaan tugas akhir .......................... 35

Gambar 4.1. Tampilan awal software LabVIEW ........................ 52

Gambar 4.2. Front panel pada software LabVIEW .................... 52

Gambar 4.3. Block diagram pada software LabVIEW ................ 53

Gambar 4.4. Menu utama pada software LabVIEW ................... 54

Gambar 4.5. Beberapa fungsi pada front panel ........................... 55

Gambar 4.6. Fungsi numeric pada front panel ............................ 56

Gambar 4.7. Fungsi boolean pada front panel ............................ 57

Gambar 4.8. Beberapa fungsi pada block diagram ..................... 58

Gambar 4.9. Fungsi structures pada block diagram .................... 59

Gambar 4.10. Fungsi numeric pada block diagram .................... 60

Gambar 4.11. Fungsi boolean pada block diagram ..................... 61

Gambar 4.12. Fungsi comparison pada block diagram ............... 62

Gambar 4.13. Fungsi numeric pada block diagram .................... 63

xviii

Gambar 4.14. Fungsi scripts & formulas pada block diagram .... 63

Gambar 4.15. Fungsi boolean (beban) pada front panel ............. 64

Gambar 4.16. Fungsi boolean (beban) pada block diagram ........ 65

Gambar 4.17. Kondisi operasi kapal pada front panel ................ 65

Gambar 4.18. Indikator pada generator ....................................... 66

Gambar 4.19. Indikator mode operasi generator ......................... 66

Gambar 4.20. Indikator arus dan total load pada generator ......... 67

Gambar 4.21. Front panel power management system ............... 68

Gambar 4.22. Block diagram power management system ........... 69

xix

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Data peralatan kelistrikan pada kapal tanker .............. 37

Tabel 4.2. Estimasi load factor generator ................................... 44

Tabel 4.3. Estimasi total load peralatan kelistrikan essential...... 47

Tabel 4.4. Skenario efisiensi generator terhadap beban tetap ..... 49

Tabel 4.5. Spare daya gen. setelah cut off beban non essential ... 50

xx


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kondisi industri maritim semakin berkembang sesuai

dengan kebutuhan pasar. Hal ini menjadi acuan

perkembangan teknologi yang diterapkan di kapal. Sistem

penunjang kerja di kapal yang canggih sangat diperlukan agar

kapal beserta crew mampu bekerja lebih efisien. Salah satu

langkah alternatif dalam mengefisienkan kerja crew adalah

dengan menerapkan otomatisasi pada sistem penunjang kerja

di kapal. Penerapan otomatisasi dapat memperingan beban

pekerjaan yang harus dilakukan oleh crew. Otomatisasi dapat

diterapkan pada semua sistem penunjang kerja di kapal, salah

satunya sistem kelistrikan.

Sistem kelistrikan dikategorikan menjadi sistem

penunjang kerja utama karena sebagian besar peralatan-

peralatan yang digunakan memerlukan daya kelistrikan untuk

dapat beroperasi sesuai dengan fungsinya. Secara umum

peralatan-peralatan tersebut dikendalikan melalui pusat

kendali atau control panel yang terletak di engine control

room. Selain fungsi controlling, control panel juga memiliki

fungsi monitoring terhadap peralatan-peralatan penunjang

kerja di kapal.

Sistem operasional control panel di kapal cenderung

dikerjakan secara manual oleh crew di engine control room.

Pekerjaan ini memerlukan pengawasan khusus terlebih pada

sistem kelistrikan, contohnya ketika terjadi lonjakan arus

pada salah satu beban maka total beban pada proses

pembangkitan daya listrik juga akan meningkat. Kelebihan

beban dapat menyebabkan kondisi blackout dan untuk

restarting generator dibutuhkan biaya operasional yang lebih.

Sehingga pada saat beban meningkat, crew yang mengawasi

2

harus segera mengambil tindakan untuk memutus beberapa

beban terpasang. Proses pemutusan beban dilakukan

berdasarkan prioritas yang disediakan oleh komputer. Proses

ini diterapkan secara otomatis melalui power management

system (PMS).

PMS untuk pembangkit listrik di kapal merupakan suatu

sistem yang mengontrol dan memonitor semua generator

sebagai penyedia daya listrik utama untuk semua peralatan

kelistrikan di kapal. Peralatan kelistrikan dalam sistem

kelistrikan kapal, dapat disebut sebagai load dan melalui

PMS, load yang beroperasi dapat dikelompokkan atau

diprioritaskan dalam rangka penyesuaian terhadap

kemampuan generator. Pada kondisi tertentu load tersebut

harus dapat diputus seketika bila diperlukan agar generator

tidak mengalami trip.

1.2 Perumusan Masalah

Rumusan masalah yang dibahas dalam penulisan tugas

akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana cara mengelompokkan load atau peralatan

kelistrikan yang beroperasi berdasarkan daya keluaran

generator sesuai dengan kondisi operasi kapal tanker.

2. Pengembangan seperti apa yang dapat diterapkan pada

PMS untuk pembangkit listrik pada kapal tanker.

3. Tindakan seperti apa yang perlu dilakukan ketika terjadi

penambahan atau pengurangan load pada generator

melalui simulasi pengoperasian PMS.

1.3 Batasan Masalah

Dalam rangka memfokuskan ruang lingkup,

permasalahan akan dibatasi pada hal-hal berikut:

1. Data yang digunakan berdasarkan hasil pengerjaan

Tugas Desain IV: Sistem Permesinan dan Kelistrikan

Kapal.

3

2. Analisis yang dilakukan dalam pengerjaan tugas akhir

hanya dibatasi untuk analisis teknis.

3. Simulasi sistem kelistrikan pada LabVIEW dibuat hanya

untuk besaran load dan daya yang disediakan generator

utama pada kapal tanker.

1.4 Tujuan Penulisan

Tujuan yang ingin dicapai dari penulisan tugas akhir ini

adalah sebagai berikut:

1. Mengelompokkan load atau peralatan kelistrikan yang

beroperasi berdasarkan daya keluaran generator sesuai

dengan kondisi operasi kapal tanker.

2. Melakukan pengembangan pada PMS untuk pembangkit

listrik pada kapal tanker.

3. Simulasi pengoperasian PMS untuk beberapa kondisi

berdasarkan skenario kerja yang telah ditentukan.

1.5 Manfaat Penulisan

Penulisan tugas akhir ini diharapkan dapat bermanfaat

bagi berbagai pihak yang membutuhkan, adapun manfaat

penulisan antara lain:

1. Mendapatkan gambaran umum tentang perancangan,

pengembangan yang dapat diterapakan, serta

perencanaan SOP pengoperasian PMS untuk pembangkit

listrik pada kapal tanker.

2. Menerapkan otomatisasi pada sistem pembangkit listrik

di kapal tanker melalui PMS sebagai langkah alternatif

dalam mengefisienkan kerja crew.

3. Mengoptimalkan daya yang dihasilkan generator sebagai

penyedia daya listrik utama untuk semua peralatan

kelistrikan di kapal tanker melalui PMS.

1.6 Sistematika Penulisan

Halaman Judul

4

Lembar Pengesahan

Abstrak

Kata Pengantar

Daftar Isi

Daftar Gambar

Daftar Tabel

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini akan membahas mengenai latar belakang,

perumusan dan batasan masalah, tujuan penulisan,

manfaat penulisan, serta sistematika penulisan

dari tugas akhir.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini akan membahas teori-teori yang

berhubungan dengan penulisan tugas akhir.

BAB III METODOLOGI

Bab ini akan membahas metodologi yang

digunakan dalam mengerjakan tugas akhir.

BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

Bab ini akan membahas tentang analisis data dan

simulasi PMS menggunakan LabVIEW.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dan saran.

Daftar Pustaka

Lampiran

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem Kelistrikan Kapal

Salah satu sistem penunjang kerja utama di kapal, dalam

hal ini kapal tanker, adalah sistem kelistrikan yang secara

umum terdiri dari sumber daya, sistem distribusi, dan

peralatan kelistrikan. Daya listrik yang tersedia digunakan

untuk memenuhi kebutuhan penerangan, peralatan navigasi

dan komunikasi, sistem alarm dan monitoring, pengaturan

udara dan sistem refrigerasi, motor pompa dan permesinan

dek hingga sistem propulsi. Dalam rangka menjaga seluruh

operasi di kapal agar tetap aman dan sesuai fungsinya, maka

daya listrik yang disediakan generator harus memadai.

Generator sebagai penyedia daya listrik utama untuk semua

peralatan kelistrikan yang terpasang harus mampu bekerja

secara kontinyu.

Peralatan kelistrikan di kapal secara umum dapat

dikelompokkan menjadi beberapa bagian yaitu, penerangan,

sistem navigasi – komunikasi, dan peralatan kelistrikan

penunjang sistem kerja di kapal. Dalam sistem kelistrikan

kapal peralatan-peralatan tersebut dapat disebut sebagai load,

dimana load tersebut yang harus dipenuhi oleh generator agar

dapat beroperasi sesuai fungsi.

Load pada sistem kelistrikan kapal utamanya disuplai

oleh generator utama, namun pada kondisi tertentu seperti

blackout, beban akan disuplai oleh emergency generator atau

baterai yang diletakkan di ruangan Emergency Source of

Electrical Power (ESEP). Daya listrik yang dihasilkan oleh

generator utama akan dipusatkan ke main switch board

(MSB) sedangkan daya listrik yang dihasilkan emergency

generator akan dipusatkan di emergency swicth board (ESB)

sebelum didistribusikan ke peralatan kelistrikan. Pada saat

6

terjadi kegagalan pada sistem kelistrikan, maka sistem

distribusi daya, Gambar 2.1., akan secara otomatis berpindah

dari generator utama ke emergency generator melalui

mekanisme Automatic Changeover Switch (ACOS).

Gambar 2.1. Diagram distribusi daya listrik

(Sumber: Dionysius, 2014)

Menurut Dionysius (2014) daya listrik keluaran dari

MSB didistribusikan ke dalam tiga kelompok besar load atau

beban, yaitu beban penerangan, beban daya, dan beban

navigasi – komunikasi. Berikut adalah penjelasan dari tiga

kelompok besar beban:

Beban Penerangan

Karakteristik beban pada kelompok ini memiliki

tegangan sebesar 220 Volt 1 fasa dengan frekuensi 50 Hz.

Contoh beban yang digunakan adalah lampu penerangan di

gangway, ruangan terbuka dan tertutup, dan terminal yang

dipersiapkan untuk peralatan dengan kebutuhan daya yang

relatif rendah seperti lampu pada meja di setiap ruangan

kamar ataupun meja kerja di workshop.

7

Beban Daya

Karakteristik beban pada kelompok ini bertegangan

220/380 Volt 3 fasa dengan frekuensi 50 Hz. Sebagian besar

peralatan berupa motor pompa, permesinan dek (crane,

jangkar, winch, dsb.), dan peralatan pengaturan udara dan

refrigerasi.

Beban Navigasi dan Komunikasi

Karakterisitik beban pada kelompok ini memiliki

tegangan 220 Volt dengan frekuensi 50 Hz untuk peralatan

navigasi dan tegangan 24/36 Volt DC untuk instrumen-

instrumen terpasang yang di suplai sumber tegangan yang

sudah disearahkan melalui rectifier dan di-backup oleh

baterai melalui UPS.

2.1.1 MSB

Main switch board (MSB), Gambar 2.2., adalah

peralatan listrik yang disusun sedemikian rupa didalam

suatu control board yang berfungsi untuk

menghubungkan generator sebagai penyuplai daya

dengan beban. Suatu MSB harus dilengkapi dengan

peralatan pengaman yang berfungsi untuk mengisolasi

atau memutus semua hubungan apabila terjadi

kesalahan pada sistem kelistrikan kapal. Hal ini

dimaksudkan untuk menjaga keselamatan crew dan

efisiensi kerja peralatan listrik lain yang sedang

beroperasi.

8

Gambar 2.2. Main switch board pada kapal

(Sumber: www.marineengineeringonline.com)

Berdasarkan literatur yang ditulis oleh Mohit

(2011), beberapa peralatan pengaman yang harus ada

pada MSB, yaitu:

Circuit Breaker

Circuit breaker, Gambar 2.3., adalah peralatan

auto shut down yang aktif pada saat overloading atau

hubungan arus pendek pada sirkuit MSB.

Gambar 2.3. Circuit breaker

(Sumber: www.westmarine.com)

9

Fuse

Fuse, Gambar 2.4., digunakan sebagai pengaman

jika terjadi hubungan arus pendek pada sirkuit MSB.

Jika arus listrik yang melalui sirkuit melebihi batas

aman, maka material dari fuse akan meleleh dan

mengisolasi MSB dari kesalahan sistem.

Gambar 2.4. Fuse

(Sumber: www.westmarine.com)

Over Current Relay

Over current relay (OCR), Gambar 2.5.,

digunakan untuk mengamankan panel dan MSB dari

arus berlebih. Alat ini menyerupai kontroler yang

beroperasi dengan daya rendah. OCR akan aktif

bekerja setelah delay time tertentu, umumnya sampai

beban penuh.

10

Gambar 2.5. Over current relay

(Sumber: www.marineinsight.com)

Dead Front Panel

Dead front panel, Gambar 2.6., merupakan

peralatan pengaman lain yang terpasang pada masing-

masing panel MSB yang tidak dapat dibuka hingga

daya pada panel tersebut dimatikan.

Gambar 2.6. Dead front panel

(Sumber: www.activerain.com)

11

Dalam literatur yang ditulis oleh Arya (2012)

switch board dibagi menjadi dua tipe, yaitu:

Tipe Dead Front

Switch board tipe ini dapat digunakan baik untuk

tegangan AC maupun DC, dengan ketentuan sebagai

berikut:

1. Untuk tegangan AC ketentuan yang perlu

diperhatikan adalah nilai tegangan antar fasa dan

tegangan fasa netral harus lebih besar dari 550

Volt.

2. Untuk tegangan DC ketentuan yang perlu

diperhatikan adalah nilai tegangan antar kutub dan

tegangan kutub dengan ground harus lebih besar

dari 250 Volt.

Pada tipe ini semua bagian terletak di dalam

switch board, sehingga keamanannya menjadi lebih

baik, oleh karena itu tipe ini banyak digunakan pada

kapal-kapal dengan suplai daya yang besar.

Tipe Live Front

Pada tipe ini, peletakan fuses, circuit breaker, dan

peralatan lainnya berada di permukaan switch board.

Hal ini memberikan kemudahan dalam pembongkaran,

baik itu pada saat pemeliharaan atau pergantian fuses,

namun kurang memenuhi persyaratan keamanan.

Switch board tipe ini banyak ditemukan pada kapal-

kapal dengan suplai daya yang kecil.

2.1.2 ESB

Emergency switch board (ESB) merupakan

peralatan listrik yang disusun pada suatu control board

dan berfungsi untuk menghubungkan emergency

12

generator sebagai penyuplai daya darurat terhadap

beban berupa lampu penerangan darurat serta sistem

navigasi dan komunikasi. Tegangan yang diatur dalam

emergency switch board yang melalui panel distribusi

sebesar 24 Volt DC, 120 Volt AC, atau 450 Volt AC

(Arya, 2012).

2.1.3 Kabel

Kondisi lingkungan di kapal akan sangat berbeda

dengan lingkungan di darat. Hal ini dikarenakan

ruangan-ruangan yang ada di kapal dipengaruhi oleh

banyak faktor seperti suhu, kelembaban udara di dalam

maupun di luar kapal, beban mekanis yang diterima,

dan lain sebagainya. Faktor-faktor tersebut dapat

mempengaruhi komponen yang terpasang pada sistem

instalasi listrik, salah satunya kabel. Kabel berfungsi

sebagai penghantar arus listrik, oleh karena itu

peraturan tentang kabel listrik di kapal lebih ketat

dibandingkan di darat. Salah satu contoh kabel yang

digunakan di kapal seperti ditunjukkan Gambar 2.7.

Gambar 2.7. Marine cable

(Sumber: www.hiseacable.com)

13

Berdasarkan literatur yang ditulis Arya (2012),

pemilihan suatu kabel sangat bergantung pada kajian

teknis dan ekonomis yang sesuai dengan persyaratan-

persyaratan pelayanan seperti, kekuatan mekanis,

ketahanan, dan fleksibilitas material kabel. Secara

praktis, berikut adalah pertimbangan-pertimbangan

yang diajukan dalam perencanaan instalasi listrik:

1. Tersedianya jenis sumber listrik dan rencana

penataan.

2. Temperatur maksimum dan minimum udara

sekeliling yang memungkinkan pada semua

bagian instalasi listrik.

3. Kemungkinan adanya uap air atau kondisi yang

menyebabkan korosi.

4. Kemungkinan adanya debu, uap, dan gas yang

mudah terbakar atau meledak.

5. Derajat pengamanan mekanis yang diperlukan.

6. Kemungkinan perlunya sumber yang siap dipakai

untuk tujuan umum maupun khusus.

7. Kemungkinan perlunya perubahan dan

pemasangan kabel kembali selama kapal

beroperasi.

8. Biaya operasi dan pemeliharaan yang diperlukan

terkait dengan sistem instalasi listrik.

9. Biaya relatif yang diperlukan terkait dengan

desain dan umur dari sistem instalasi listrik.

Peraturan IEEE menetapkan bahwa semua kabel

harus cukup besar bagi arus yang melaluinya untuk

tujuan keamanan. Pemilihan kabel yang tepat untuk

setiap instalasi tergantung pada aspek-aspek dasar,

antara lain:

1. persyaratan lingkungan dan karakteristik proteksi,

2. kapasitas pengaliran arus listrik, dan

14

3. penurunan tegangan.

Arus yang mengalir pada sebuah penghantar akan

menghasilkan kalor. Pertambahan kalor sebanding

dengan tahanan kabel yang bergantung pada luas

penampang kabel tersebut. Panas yang berlebih dapat

merusak isolasi, hal ini akan mengurangi tingkat

keamanan dari kabel tersebut. Contoh kondisi yang

terjadi akibat isolasi yang rusak adalah hubungan arus

pendek, sehingga ukuran penghantar harus sesuai

untuk mencegah terjadinya hal ini (Arya, 2012).

2.1.4 Kebutuhan Daya

Secara garis besar perancangan merupakan

langkah awal dalam kegiatan produksi kapal.

Perancangan yang baik tentu akan mempengaruhi

kinerja dari hasil produksi. Salah satu obyek dalam

sebuah perancangan di kapal adalah perancangan

instalasi listrik dan penyediaan generator.

Perancangan instalasi listrik dan penyediaan

generator sangat berkaitan dengan besar atau jumlah

daya yang ada di kapal. Jumlah daya tersebut dapat

dihitung melalui penggunaan lampu-lampu untuk

penerangan, peralatan navigasi dan komunikasi, serta

peralatan kelistrikan lainnya. Menurut Dionysius

(2014), uraian kebutuhan daya listrik yang ada di kapal

secara garis besar adalah sebagai berikut:

Penerangan

Kebutuhan daya listrik untuk penerangan harus

disertakan dalam penrancangan instalasi listrik dan

penyediaan generator. Berikut adalah parameter-

parameter yang digunakan dalam proses perhitungan:

15

1. ruangan-ruangan yang direncanakan untuk diberi

penerangan maupun catu daya peralatan-peralatan

yang ada,

2. dimensi dari ruangan tersebut, dan

3. jenis armature yang akan dipasang.

Perhitungan daya untuk tiap-tiap ruangan juga

akan dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut:

1. waktu operasi beban-beban terpasang,

2. jenis operasi dari beban-beban terpasang, baik itu

intermittent atau continuous, dan

3. jumlah titik armature dalam ruangan-ruangan

yang ada di kapal.

Sehingga dalam perhitungan akan dihitung

kebutuhan daya listrik untuk penerangan maupun catu

daya peralatan-peralatan listrik di tiap deck kapal mulai

dari main deck, poop deck, boat deck, bridge deck,

navigation deck, engine room, dan engine room

platform.

Navigasi dan Komunikasi

Peralatan navigasi dan komunikasi juga termasuk

dalam beban yang harus disertakan dalam perancangan

instalasi listrik dan penyediaan generator. Hal ini

diperlukan mengingat peralatan-peralatan tersebut

membutuhkan suplai daya listrik agar dapat berfungsi

dengan baik selama kapal beroperasi. Peralatan-

peralatan tersebut antara lain:

1. pemancar radio,

2. gyrocompass,

3. echosounder,

4. radar,

5. general alarm,

16

6. motor untuk sirine,

7. motor untuk horn, serta

8. lampu navigasi.

Peralatan Kelistrikan Lainnya

Selain kebutuhan daya listrik untuk penerangan,

navigasi dan komunikasi, perlu diperhitungkan pula

kebutuhan daya listrik untuk peralatan kelistrikan

lainnya yang menunjang kerja di kapal, yaitu:

1. pompa-pompa dan kompresor yang digunakan

untuk melayani engine selama beroperasi,

2. pompa-pompa general service, seperti oily bilge

pump, ballast pump, dan fire pump,

3. peralatan-peralatan pengaturan udara dan sistem

refrigerasi, seperti supply fan, exhaust fan, dan

central air conditioning system, serta

4. permesinan geladak, seperti steering gear, crane,

windlass, winch, cargo pump, dan lain

sebagainya.

2.1.5 Generator

Salah satu bagian terpenting dalam sistem

pembangkitan daya adalah generator. Generator

merupakan mesin listrik yang berfungsi

mentransmisikan daya mekanik menjadi daya listrik.

Daya mekanik yang ditransmisikan dapat berupa daya

dari mesin diesel, turbin uap, turbin gas, turbin air,

baling-baling angin, dan lain sebagainya. Generator di

kapal umumnya menggunakan mesin diesel sebagai

penggerak utama.

Generator menjadi pembahasan utama dalam

sistem pembangkitan daya, karena kelangsungan

sistem akan lebih banyak bergantung pada kinerja

generator. Pada saat generator mengalami trouble dari

17

dalam generator itu sendiri maupun dari luar, seperti

sistem yang dihubungkan maupun penggeraknya maka

dapat dipastikan sistem pembangkitan daya akan

terganggu. Berikut adalah pembahasan secara umum

mengenai generator:

Prinsip Kerja Generator

Generator merupakan mesin listrik yang

mentransmisikan daya mekanik menjadi daya listrik

dengan landasan Hukum Faraday. Jika pada sekeliling

penghantar terjadi perubahan medan magnet, maka

pada penghantar tersebut akan dibangkitkan suatu gaya

gerak listrik (GGL) yang sifatnya berlawanan terhadap

perubahan medan tersebut (Firmansyah, 2011). Faktor-

faktor yang menyebabkan timbulnya GGL, yaitu:

1. Daya mekanik yang berasal dari penggerak utama.

2. Arus medan berupa arus DC yang berfungsi untuk

membangkitkan medan magnet di kumparan

medan.

Gambar 2.8. Prinsip kerja generator secara sederhana

(Sumber: www.electronics-tutorials.ws)

18

Prinsip kerja generator secara sederhana

ditunjukkan pada Gambar 2.8. Berikut adalah

penjelasan untuk proses pembangkitan daya listrik

pada generator, dimana:

If = arus medan

N; S = kutub generator

φ = fluks medan

Menurut Firmansyah (2011), pada saat poros

generator diputar pada kecepatan nominalnya, dimana

putaran poros didapat dari daya mekanik penggerak

utamanya, kemudian pada kumparan medan rotor

diberikan arus medan sebesar If, maka garis-garis fluks

yang dihasilkan melalui kutub-kutub inti akan

menghasilkan tegangan induksi pada kumparan

jangkar stator sebesar:

Ea = C.n.φ

dimana,

Ea = tegangan induksi pada kumparan jangkar stator

C = konstanta

n = kecepatan putar

φ = fluks yang dihasilkan oleh arus medan

Pengaturan Putaran

Putaran merupakan salah satu faktor penting yang

memberi pengaruh terhadap tegangan yang

dibangkitkan oleh generator. Kecepatan putar akan

sebanding dengan frekuensi yang dihasilkan generator.

Dalam hal ini rotor sebagai bagian yang bergerak

terdiri atas rangkaian elektromagnet dengan arus

searah sebagai sumbernya. Medan magnet pada rotor

akan bergerak sesuai dengan arah putar penggerak

19

utamanya. Untuk menjaga putaran agar tetap konstan

maka penggerak utama generator perlu dilengkapi

governor. Governor adalah alat yang berfungsi

mengatur putaran agar tetap konstan pada keadaan

yang bervariasi. Besar kecepatan putar generator dapat

dihitung melalui persamaan berikut:

n = 120 𝑓

𝑝

dimana,

n = kecepatan putar generator

f = frekuensi

p = jumlah kutub

Pengaturan Tegangan

Tegangan yang dihasilkan generator berbeban

dengan generator tanpa tentu akan berbeda. Tegangan

yang dihasilkan generator berbeban relatif lebih kecil

dibandingkan generator berbeban. Selisih antara

tegangan berbeban penuh dengan tanpa beban disebut

nilai relatif atau voltage regulation (VR). Nilai VR

dapat dihitung melalui persamaan berikut:

VR 𝑉𝑁𝐿− 𝑉𝐹𝐿

𝑉𝐹𝐿 = x 100%

dimana,

VR = voltage regulation

VNL = no load voltage

VFL = full load voltage

Selama generator beroperasi, tentunya generator

akan mengalami drop voltage yang diakibatkan variasi

20

arus jangkar maupun beban-beban terpasang. Drop

voltage pada generator dapat diatasi dengan mengatur

arus medan atau arus eksitasi yang masuk ke generator.

Pengaturan arus eksitasi akan mempengaruhi tegangan

yang dihasilkan generator. Ketika arus eksitasi

dinaikkan maka tegangan yang dihasilkan generator

juga akan naik, begitu juga sebaliknya.

Operasi Paralel Generator

Operasi paralel pusat-pusat tenaga listrik pada

dasarnya merupakan perluasan kerja paralel satu

generator dengan generator lainnya dengan tambahan

resistansi dan reaktansi saluran-saluran interkoneksi

yang biasa disebut sinkronisasi (Firmansyah, 2011).

Beberapa syarat yang perlu diperhatikan sebelum

melakukan operasi paralel generator, yaitu:

1. Tegangan apitan dari generator yang akan

diparalelkan harus sama dengan tegangan

jaringan.

2. Frekuensi generator harus sama dengan frekuensi

jaringan.

3. Sudut fasa dari fasa-fasa yang dihubungkan satu

sama lain harus sama.

4. Urutan fasa generator-generator yang akan

diparalelkan harus sama dengan jaringan.

Dalam operasi paralel generator, sinkronisasi

dilakukan agar generator yang diparalelkan dapat

menghasilkan daya sejumlah total daya generator.

Dimisalkan terdapat lima generator, G1, G2, G3, G4,

dan G5 bekerja secara paralel seperti yang ditunjukkan

pada Gambar 2.9. sebagai berikut:

21

Gambar 2.9. Pargen (5)

(Sumber: Firmansyah, 2011)

Berdasarkan Gambar 2.9. pada rangkaian operasi

paralel, masing-masing generator memiliki impedansi,

Z1, Z2, Z3, Z4, dan Z5 yang terdiri dari resistansi, R1,

R2, R3, R4, dan R5 dan X1, X2, X3, X4, dan X5.

Sedangkan gaya gerak listrik (GGL) yang diinduksikan

pada masing-masing generator adalah E1, E2, E3, E4,

dan E5. Penjelasan operasi paralel generator secara

sederhana dari dua generator yang beroperasi seperti

ditunjukkan pada Gambar 2.10. dan Gambar 2.11.

Gambar 2.10. Pargen (2) dengan kondisi reaktansi

diabaikan


22

Gambar 2.11. Pargen (2) dengan kondisi resistansi

diabaikan


Pada kondisi tertentu reaktansi kedua mesin

diabaikan. Dalam keadaan demikian, kondisi kedua

GGL E1 dan E2 memiliki selisih fasa 1800 dan resultan

GGL Er hampir tegak lurus terhadap E1 dan E2,

dimana besar arus sinkronisasi dinyatakan dengan

persamaan:

Is = 𝐸𝑟

𝑍1+𝑍2

Dimisalkan kedua mesin memiliki nilai reaktansi

mendekati nol. Arus sinkronisasi Is akan tegak lurus

terhadap resultan GGL Er atau sefasa dengan GGL salah

satu mesin, misalkan E2. Dalam hal ini mesin 2 akan

memberi daya nyata kepada mesin 1 agar dapat bekerja.

Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa reaktansi

sangat diperlukan untuk operasi paralel generator.

Pada saat dua generator berada dalam keadaan

sinkronisasi penuh, maka kedua GGL yang diinduksikan

adalah sama dan berbeda fasa 1800, Gambar 2.12., dan

tidak terdapat arus mengalir dalam rangkaian. Jika nilai

kedua GGL sama besar namun berbeda fasa tidak tepat

1800 maka resultan GGL Er bergerak di dalam rangkaian

dan mengakibatkan mengalirnya arus sinkronisasi

seperti pada Gambar 2.13.

23

Gambar 2.12. Arus sinkronisasi penuh


Gambar 2.13. Arus sinkronisasi tidak penuh


Misalkan beda fasa antara kedua GGL sebesar α dan

E1 = E2 = E, maka resultan GGL Er adalah:

Er = 2 E cos 1800− 𝛼

2

= 2 E cos 900 − 𝛼

2

= 2 E 𝛼

2

= α E

Pendekatan di atas berlaku jika sudut α memiliki nilai

yang kecil sekali. Besar arus sinkronisasi Is adalah:

Is = 𝐸𝑟

𝑍

= 𝐸𝑟

𝑍

Dengan catatan bahwa Is tertinggal fasa sebesar θ:

24

θ = 𝑡𝑎𝑛−1 𝑋𝑠

𝑅

Dimana Z merupakan impedansi gabungan per fasa

dari kedua generator. Bila reaktansi generator

diketahui, maka arus sinkronisasinya:

Is = 𝐸

𝑋𝑠

dan tertinggal fasa sebesar 900 dengan resultan GGL

Er.

Gambar 2.14. Operasi paralel generator melayani

beban


Adapun prosedur sinkronisasi generator-generator

yang bekerja paralel sebagai berikut:

1. Menjalankan motor penggerak generator,

kemudian nilai tahanan R diperkecil sampai

diperoleh tegangan V dan frekuensi Hz yang

dikehendaki.

2. Bilan tegangan V dan frekuensi Hz generator

sama dengan tegangan dan frekuensi jala-jala

25

(jaringan) maka yang harus diperhitungkan lagi

adalah mengatur tegangan generator agar sefasa

dengan tegangan jaringan.

3. Untuk membuat tegangan generator sefasa dengan

tegangan jaringan maka putaran generator harus

diubah sampai mendapatkan beda fasa yang sama.

4. Bila lampu indikator sinkronisasi mati, generator

telah berhasil diparalelkan dengan jaringan.

Pembagian Beban pada Operasi Paralel Generator

Beban dapat dikelompokkan menjadi dua jenis

yaitu beban reaktif (VAR) dan beban aktif (Watt).

Jumlah vektor kedua beban tersebut merupakan beban

kompleks/ semu (kVA) yang dapat dirumuskan sebagai

berikut:

S = P + jQ

dimana,

S = daya kompleks (VA atau kVA)

P = daya aktif (Watt atau kW)

Q = daya reaktif (VAR atau kVAR)

Diumpamakan jika terdapat lima generator, G1,

G2, G3, G4, dan G5 yang beroperasi secara paralel,

maka besar daya kelima generator, Gambar 2.15.,

sebagai berikut:

26

Gambar 2.15. Besar daya kelima generator


dimana,

P = daya aktif yang dipikul G1, G2, G3, G4, dan G5

Q = daya reaktif G1, G2, G3, G4, dan G5

S = daya kompleks G1, G2, G3, G4, dan G5

φ = sudut daya G1, G2, G3, G4, dan G5

dalam hal ini,

1. P1 = P2 = P3 = P4 = P5,

2. Q1 = Q2 = Q3 = Q4 = Q5, sehingga

3. S1 = S2 = S3 = S4 = S5 yang artinya daya

generator sama.

Jika diambil sampel dua generator yang

beroperasi paralel dengan karakteristik kecepatan dan

beban yang sama dengan suatu tegangan apitan

bersama sebesar V dan beban impedansi sebesar Z.

GGL G1 dan G2 sebesar E1 dan E2 serta impedansi

fasa masing-masing adalah Z1 dan Z2 seperti yang

27

ditunjukkan Gambar 2.16. Maka tegangan apitan

generator 1 adalah:

V = E1 – I1.Z1

dan tegangan apitan generator 2 adalah:

V = E2 – I2.Z2

juga berlaku:

V = I.Z

= (I1 + I2) Z

sehingga diperoleh:

I1 = 𝐸 1−𝑉

𝑍 1

I2 = 𝐸 2−𝑉

𝑍 2

kemudian diperoleh:

I1 + I2 = 𝐸 1−𝑉

𝑍 1 +

𝐸 2−𝑉

𝑍 2

V 1

𝑍 1+

1

𝑍 2+

1

𝑍 3 =

𝐸 1

𝑍 1 +

𝐸 2

𝑍 2

atau:

28

V =

𝐸1

𝑍 1+

𝐸2

𝑍 21

𝑍 1+

1

𝑍 2+

1

𝑍 3

Gambar 2.16. Pembagian beban pada pargen (2)


2.2 Power Management System

Power management system (PMS) merupakan bagian

penting dari perangkat sistem kontrol di kapal yang dapat

beroperasi bersama-sama antar PMS maupun independen

atau sendiri. PMS dibuat dengan beragam fungsi, seperti

fungsi kontrol, monitor, dan proteksi bagi generator sebagai

sumber daya utama peralatan kelistrikan di kapal.

Peralatan yang tersedia dalam PMS sendiri terdiri dari,

perangkat hardware PMS, generator, switchboards, dan

perangkat otomatisasi. Melalui PMS, generator dikontrol dan

dimonitor selama beroperasi sebagai penyedia utama daya

kelistrikan hingga daya yang dihasilkan dialirkan ke peralatan

kelitrikan yang terpasang. Tahap pengaliran daya dimulai

dari generator sebagai penyuplai utama, switchboards, dan

terakhir sampai pada peralatan kelistrikan. Total daya yang

mengalir dikontrol dan dimonitor dengan satu atau beberapa

sistem kontrol.

29

Berdasarkan referensi yang ditulis Dionysius (2014),

saat ini PMS telah berkembang pesat menyesuaikan dengan

kebutuhan otomatisasi dalam starting dan operasi paralel

generator atau lebih tepatnya proses sinkronisasi.

Sebelumnya, PMS hanya dapat melakukan kontrol dan

monitor terhadap generator untuk optimalisasi daya yang

dialirkan. Sedangkan PMS yang sudah dikembangkan dapat

memungkinkan untuk melakukan pencegahan dari blackout

untuk keselamatan operasi kapal dan konsumsi bahan bakar

dari motor penggerak generator (diesel generator).

Pada pembahasan lebih lanjut, PMS memiliki dua fungsi

dasar yaitu pengontrolan daya yang dihasilkan generator dan

restoration sistem kelistrikan ketika kapal mengalami

blackout. Fungsi dasar pengontrolan daya yang dihasilkan

generator sendiri dibagi menjadi kontrol generator, kontrol

daya yang tersedia, dan pengamanan terhadap generator dan

peralatan kelistrikan. Sedangkan fungsi restoration setelah

kapal mengalami blackout adalah restarting generator agar

dapat menyuplai beban kelistrikan kembali.

2.2.1 Load

Load dikategorikan sebagai peralatan kelistrikan

terpasang yang harus dicover oleh generator sebagai

sumber daya kelistrikan utama di kapal. Kondisi beban

di kapal yang hampir selalu beroperasi perlu dimonitor

agar tidak terjadi overload atau kelebihan beban yang

berakibat generator mengalami trip. Disinilah letak

fungsi PMS sebagai perangkat kontrol dan monitor

terhadap beban.

Karakteristik pembebanan suatu peralatan

kelistrikan dapat ditentukan berdasarkan frekuensi

kerja sesuai perhitungan load factor dari peralatan itu

sendiri. Semakin tinggi frekuensi kerja suatu peralatan

kelistrikan maka semakin tinggi pula load factornya.

30

Nilai load factor suatu peralatan kelistrikan berkisar

antara 0 s/d 1. Semakin jarang peralatan tersebut

beroperasi maka nilai load factornya semakin

mendekati 0. Sedangkan peralatan yang sifatnya

beroperasi secara kontinyu, biasa disebut coninuous

load, nilai load factornya semakin mendekati 1.

2.2.2 Blackout Prevention

Blackout merupakan suatu kondisi dimana tidak

beroperasinya suatu sumber daya kelistrikan yang

biasanya disebabkan karena short circuit dan overload

atau kesalahan dalam pembagian beban. Short circuit

dapat diproteksi dengan penggunaan circuit breakers

dan alat proteksi lainnya. Pemilihan alat proteksi yang

tepat dapat meminimalisir terjadinya short circuit.

Sedangkan overload dapat diproteksi melalui

pemutusan beban-beban terpasang yang dapat

dilakukan secara otomatis melalui PMS. Berdasarkan

penelitian yang dilakukan Radan (2008), beberapa

penyebab terjadinya overload:

1. Circuit breaker pada generator yang bermasalah

tidak terhubung atau disconnected.

2. Generator set menanggung beban berlebih dengan

jangka waktu yang lama.

3. Kesalahan pada motor penggerak generator.

4. Kesalahan pada fungsi PMS sebagai sistem

proteksi.

Sehingga berdasarkan pernyataan di atas dapat

disimpulkan, pemilihan alat proteksi yang tepat pada

jaringan kelistrikan dan pengurangan beban atau

melakukan cut off pada peralatan kelistrikan yang

tidak diprioritaskan selama beroperasi dapat mencegah

terjadinya blackout pada kapal.

31

2.3 LabVIEW

Berdasarkan referensi yang ditulis Firmansyah (2011),

LabVIEW merupakan software yang dikembangkan untuk

pengukuran dibidang perindustrian, eksperimen, pendidikan,

dan aplikasi otomatisasi berbasis pemrograman secara

gambar atau diagram. LabVIEW difungsikan untuk

melakukan analisis numerik, desain, dan menggambarkan

hasil data. LabVIEW memiliki beberapa toolkit dan modul

untuk analisa dan desain kontrol, pengolahan sinyal,

identifikasi sistem, formula, simulasi dan lain sebagainya.

Pengerjaan tugas akhir ini sendiri menggunakan LabVIEW

versi 2013.

32


33

BAB III

METODOLOGI

Metodologi penelitian bertujuan untuk membuat suatu

kerangka dasar penyelesaian terhadap permasalahan yang diteliti

dimana berisi tentang langkah-langkah yang akan dilakukan untuk

menyelesaikan penelitian. Pada penelitian ini metode yang

digunakan adalah analisis dan simulasi, dimana akan dilakukan

simulasi Power Management System menggunakan LabVIEW

2013 berdasarkan analisis data yang telah dilakukan. Secara garis

besar penyelesaian tugas akhir yang berjudul “Pengembangan

Power Management System Berbasis Software LabVIEW pada

Kapal Tanker” dibagi menjadi beberapa tahap seperti yang

ditunjukkan Gambar 3.1., dengan penjelasan sebagai berikut:

3.1 Identifikasi dan Perumusan Masalah

Pada tahap ini dilakukan pengamatan terhadap

kebutuhan listrik di kapal sesuai dengan kondisi operasi.

Adapun identifikasi yang dilakukan terkait dengan peralatan-

peralatan listrik beserta generator sebagai sumber utama daya

kelistrikan yang digunakan di kapal. Sedangkan masalah

yang dianalisa adalah bagaimana pengaruh penerapan dan

pengembangan PMS dalam sistem kelistrikan kapal.

3.2 Studi Literatur

Pada tahap studi literatur ini dilakukan review terhadap

referensi yang memiliki keterkaitan dengan sistem kelistrikan

kapal maupun PMS. Beberapa referensi yang digunakan

berupa buku, jurnal, tugas akhir, thesis, publikasi ilmiah, dan

internet.

3.3 Pengumpulan Data

Pengumpulan data dilakukan dengan mengidentifikasi

data yang didapat dari tugas perancangan sistem permesinan

34

dan kelistrikan kapal serta data tambahan dari literatur yang

digunakan sebagai referensi.

3.4 Perencanaan Sistem

Pada tahap perencanaan sistem dilakukan dengan

melakukan analisis data melalui perhitungan dengan

beberapa formula dan membuat diagram blok secara umum

dari PMS yang sedang direncanakan. Perencanaan

disesuaikan dengan data tugas perancangan sistem

permesinan dan kelistrikan kapal.

3.5 Simulasi

Pada tahap ini simulasi dari sistem yang sudah

direncanakan berdasarkan analisis data dibantu dengan

LabVIEW 2013. Simulasi perlu dilakukan beberapa kali

untuk menentukan hasil yang sesuai dengan fungsi dasar

PMS dengan simulator yang mudah dioperasikan oleh user.

3.6 Kesimpulan

Setelah dilakukan perencanaan sistem dan simulasi

dengan software maka akan didapatkan hasil yang diharapkan

memenuhi tujuan pengerjaan tugas akhir. Melalui penarikan

kesimpulan juga akan didapat saran-saran yang perlu

dilakukan untuk mengembangkan penelitian ke tahap lebih

lanjut.

3.7 Dokumentasi

Dokumentasi dilakukan dalam bentuk penyusunan

laporan tugas akhir sesuai format penulisan ilmiah yang telah

ditentukan.

35

Gambar 3.1. Flowchart pengerjaan tugas akhir

36


37

BAB IV

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Utama Kapal

Berikut adalah data utama kapal yang digunakan dalam

pengerjaan tugas akhir:

Tipe kapal = Product oil carrier

Nama kapal = MV. Pratiwi

Tipe muatan = Diesel oil

Lpp = 84.03 m

Lwl = 86.55 m

B = 16.20 m

H = 7.50 m

T = 5.873 m

Cb = 0.744

Rute pelayaran = Balongan – Surabaya

Radius pelayaran = 184.2 nm

Endurance = 6 hari

Kecepatan dinas = 11 knots

Cargo tank cap. = 4961.74 m3

4.2 Data Komponen

Berikut adalah data komponen-komponen yang

digunakan dalam pengerjaan tugas akhir:

4.2.1 Data Peralatan Kelistrikan pada Kapal Tanker

Data peralatan kelistrikan pada kapal tanker dapat

dilihat pada Tabel 4.1 berikut:

Tabel 4.1. Data peralatan kelistrikan pada kapal tanker

No. Peralatan Σ

(Unit)

Daya

(kW)

MACHINERY PART

A. ENGINE SERVICE

1 HFO – MDO Transfer Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 2.20

38

No. Peralatan Σ

(Unit)

Daya

(kW)

2 Separator + Feed Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 12.00

3 Fuel Feed Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 2.31

4 HFO Circulating Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 9.10

5 MDO Circulating Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 7.50

6 Thermal Oil Boiler Circ. Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 11.20

7 LO Transfer Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 2.20

8 LO Separator (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 5.50

9 LO Separator Feed Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 0.75

10 Separator Preheater (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 12.00

11 LO Pp. (Stand by) (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 2.70

12 Pre LO Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 11.00

13 Air Compressor (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 1.70

14 SW Cooling Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 15.00

15 Stand by Circulating Pp. HT (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 18.50

16 Stand by Circulating Pp. LT (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 8.50

17 Circulating Pp. for Preheater (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 5.50

18 Circulating Pp. for Evaporator (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 2.20

19 Drain Tank Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 2.20

B. GENERAL SERVICE

1 Bilge Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 7.50

2 Oily Water Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 2.00

3 Oily Water Separator (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 2.50

4 Fire Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 30.00

5 Ballast Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 5.00

6 Ballast – Bilge Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 5.00

7 Hydrophore FW (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 2.20

8 Hydrophore SW (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 2.20

9 Sewage Treatment Plant (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 1.50

HULL PART

1 Cargo Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 75

2 Stripping Pp. (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 4.00

3 Crane for Tanker (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 30.00

4 Crane for Provision (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 6.00

5 Fan for E/R (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 44.76

6 Accommodation Ladder Winch (220 V; 1 Ph; 50 Hz) 2 2.20

7 Steering Gear (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 1 5.50

8 Anchor Mooring Winch (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 40.00

9 Capstan (380 V; Δ; 3 Ph; 50 Hz) 2 18.00

39

No. Peralatan Σ

(Unit)

Daya

(kW)

ELECTRICAL PART

A. LIGHTING AND STOP CONTACT

1 Main Deck 1 7.46

2 Poop Deck 1 4.31

3 Boat Deck 1 6.18

4 Bridge Deck 1 6.50

5 Navigation Deck 1 1.70

6 Platform and Engine Room 1 1.57

7 Starboard Light 1 0.025

8 Portside Light 1 0.025

9 Masthead Light 2 0.025

10 Stern White 1 0.025

11 Stern Yellow 1 0.025

12 Anchor White 1 0.025

13 All Round Red 1 0.025

14 All Round Green 1 0.025

B. NAVIGATION, COMMUNICATION & SAFETY

1 MF/HF Radio (24 VDC) 1 0.025

2 VHF Radio (24 VDC) 1 0.125

3 Radar (13.8 VDC) 1 4.80

4 NAVTEX (24 VDC) 1 0.01

5 AIS (220 VAC; 50 Hz) 1 0.168

6 Horn (70 VAC; 50 Hz) 1 0.022

7 Magnetic Compass (12 VDC) 1 0.184

8 ECDIS (24 VDC) 1 0.108

9 Telephone Internal (100 VAC/24 VDC; 50 Hz) 4 0.075

10 Echo Sounder (230 VAC/24 VDC; 50 Hz) 1 0.053

11 Gyro Compass (230 VAC, 50 Hz) 1 0.189

12 EPIRB 2 0.005

13 Speed Log 1 0.10

14 Smoke Detector 25 0.0072

15 Heat Detector 1 0.0072

4.2.2 Data Main Generator

Merk = Cummins

Tipe = C220 D5e

Power = 146 kWe

40

Frekuensi = 50 Hz

RPM = 1500 RPM

Keterangan: detail spesifikasi teknis main generator dapat dilihat di

bagian lampiran 1.

4.3 Perhitungan Teknis

Perhitungan dilakukan untuk memeriksa ulang apakah

kapasitas generator yang digunakan kapal telah memenuhi

syarat dan ketentuan yang berlaku. Beberapa hal yang harus

diperhatikan terkait perhitungan kapasitas generator adalah

macam-macam kondisi operasi kapal, load factor tiap

peralatan kelistrikan yang digunakan, dan diversity factor

(Firmansyah, 2011).

Berdasarkan perencanaan, kondisi operasi kapal yang

digunakan dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah pada

kondisi berlayar, manoeuvring, bongkar muat, dan berlabuh.

Macam-macam kondisi operasi kapal akan mempengaruhi

load factor dan diversity factor, dimana load factor itu

sendiri merupakan perbandinggan antara daya rata-rata

dengan kebutuhan daya untuk kondisi operasi maksimal.

Sedangkan diversity factor merupakan perbandingan antara

total daya keseluruhan peralatan kelistrikan dengan total daya

yang dibutuhkan tiap satuan waktu.

4.3.1 Perhitungan Beban Kelistrikan

Melalui data peralatan kelistrikan yang digunakan

kapal maka dapat dilakukan perhitungan untuk

menentukan generator sebagai sumber daya kelistrikan

utama. Perlu diperhatikan bahwa setiap peralatan

kelistrikan memiliki nilai continuous load (CL) dan

intermittent load (IL) bergantung dari jumlah dan

frekuensi kerja peralatan tersebut. Besarnya daya rata-

rata yang akan disuplai generator ke peralatan

41

kelistrikan tiap kondisi operasi akan bergantung pada

daya input dan besarnya load factor peralatan tersebut.

Nilai CL dan IL dapat dihitung berdasarkan rumus

berikut:

CL = LF x n x real, atau

IL = LF x n x real

dimana,

CL = continuous load

IL = intermittent load

LF = load factor

n = jumlah item yang bekerja

real = daya input/masukan peralatan kelistrikan

contoh perhitungan,

LF = 0.8

n = 1

real = 2.32 kW

CL = 0.8 x 1 x 2.32

= 1.85 kW

Keterangan: contoh perhitungan untuk komponen HFO – MDO

Transfer Pump.

Detail hasil perhitungan nilai CL dan IL setiap

peralatan kelistrikan yang digunakan pada beberapa

kondisi operasi kapal dapat dilihat di bagian Lampiran

2.

4.3.2 Perhitungan Estimasi Load Generator

Perhitungan ini bertujuan untuk mengestimasi

load factor generator disetiap kondisi operasi kapal,

dimana load factor generator disarankan tidak kurang

dari 60% dan tidak lebih dari 86% (Firmansyah, 2011).

42

Adapun rentang nilai tersebut lebih dikarenakan untuk

mencari tingkat efisiensi operasi generator sehingga

daya yang terpakai akan sesuai dengan kebutuhan

beban. Berikut adalah beberapa rumusan yang

digunakan untuk mengestimasi nilai load factor

generator:

e = 0.7 x d

dimana,

e = faktor diversitas

d = intermittent load

contoh perhitungan,

d = 38.00 kW

e = 0.7 x 38.00

= 26.60 kW

Keterangan: contoh perhitungan diambil dari Tabel 4.2. Kolom 3

No. 4.

Faktor diversitas merupakan perbandingan antara

total daya peralatan kelistrikan yang digunakan dengan

total daya yang dibutuhkan tiap satuan waktu.

f = e + CL

dimana,

f = total load

e = faktor diversitas

CL = continuous load (total)

contoh perhitungan,

e = 26.60 kW

CL = 202.13 kW

43

f = 26.60 + 202.13

= 228.73 kW


No. 6.

Nilai total load didapatkan berdasarkan nilai CL

dan IL peralatan kelistrikan pada tiap kondisi operasi.

Nilai total load dapat digunakan sebagai acuan untuk

menentukan besarnya prosentase load factor generator.

Nilai load factor generator dapat dihitungan

menggunakan persamaan sebagai berikut:

LF = 𝑓

𝑄 x 100%

dimana,

LF = load factor generator

f = total load

Q = kapasitas total daya gen. yang beroperasi

contoh perhitungan,

f = 228.73 kW

Q = 292 kW

LF = (228.73/292) x 100%

= 0.783


No. 10.

Hasil perhitungan estimasi load factor generator

berdasarkan penggunaan peralatan kelistrikan pada

beberapa kondisi operasi kapal dapat dilihat pada

Tabel 4.2.

44

Tabel 4.2. Estimasi load factor generator No. Item S *) M *) CH *) P *)

1 MACHINERY PART

Cont. Load (kW) 127.5 125.6 38.8 38.8

Interm. Load (kW) 37.86 35.76 27.87 27.87

2 HULL PART

Cont. Load (kW) 45.84 44.68 202.2 91.94

Interm. Load (kW) 0.00 0.00 31.71 31.71

3 ELECTRICAL PART

Cont. Load (kW) 28.79 28.79 23.89 23.54

Interm. Load (kW) 0.097 0.097 0.097 0.097

4 TOTAL POWER

Cont. Load (kW) 202.13 199.07 264.89 154.28

Interm. Load (kW) 38.00 35.86 59.68 59.68

5 Faktor Div. (0.7 d) 26.60 25.10 41.78 41.78

6 Total Load (kW) 228.73 224.17 306.67 196.06

7 Σ Generator 2 2 3 2

8 Capacity (kW) 146 146 146 146

9 Avail. Power (kW) 292 292 438 292

10 Load Factor (LF) 0.783 0.768 0.70 0.671

11 Shore Conn. (kW) 352.67

*) Keterangan:

S = kondisi berlayar

M = kondisi manoeuvring

CH = kondisi bongkar muat

P = kondisi berlabuh

dimana,

Kondisi Berlayar

CL = Mach. (CL) + Hull (CL) + Elect. (CL)

= 127.5 + 45.84 + 28.79

= 202.2 kW

IL = Mach. (IL) + Hull (IL) + Elect. (IL)

= 37.86 + 19.37 + 0.097

= 38.00 kW

45

Kondisi Manoeuvring


= 125.6 + 44.68 + 28.79

= 199.07 kW


= 35.76 + 0.00 + 0.097

= 35.86 kW

Kondisi Bongkar Muat


= 38.8 + 202.2 + 23.89

= 264.89 kW


= 27.87 + 31.71 + 0.097

= 59.68 kW

Kondisi Berlabuh


= 38.8 + 91.94 + 23.54

= 154.28 kW


= 27.87 + 31.71 + 0.097

= 59.68 kW

Shore Connection

P = 100% total load CH + 15 % total load CH

= 1.15 x total load CH

= 1.15 x 306.67

= 352.67 kW

46

Melalui perhitungan di atas dapat disimpulkan

bahwa beban puncak generator terjadi pada saat kapal

pada kondisi bongkar muat sebesar 306.67 kW.

4.4 Analisis Teknis

Berdasarkan hasil perhitungan estimasi load factor

generator yang ditunjukkan Tabel 4.2., dapat diamati bahwa

kebutuhan daya terbesar terjadi pada saat bongkar muat.

Kondisi ini dijadikan acuan dalam menentukan beban puncak

yang harus ditanggung oleh generator. Sehingga untuk

mengantisipasi terjadi kegagalan sistem karena beban

berlebih atau penurunan kinerja generator, perlu dilakukan

penggolongan peralatan kelistrikan yang dirasa harus tetap

menyala selama kapal beroperasi.

Penggolongan peralatan kelistrikan ini dilakukan dengan

menentukan peralatan yang essential dan non essential.

Adapun pengertian dari peralatan yang essential adalah

semua peralatan kelistrikan dasar yang dianggap harus tetap

menyala untuk menunjang kinerja kapal selama beroperasi.

Mengacu pada penelitian yang dilakukan Dionysius (2014),

macam-macam peralatan kelistrikan yang essential dibagi

menjadi:

1. peralatan penunjang engine service,

2. peralatan ventilasi – AC,

3. peralatan penerangan, dan

4. peralatan navigasi & komunikasi.

Hasil penggolongan peralatan kelistrikan berdasarkan

peralatan yang essential dan non essential dapat dilihat pada

bagian Lampiran 2. Adapun total load dari peralatan

kelistrikan yang essential dapat dilihat pada tabel 4.3., diluar

perhitungan di bawah, dikategorikan menjadi peralatan non

essential atau peralatan yang dapat di cut off sewaktu-waktu

bila diperlukan pada kondisi darurat.

47

Tabel 4.3. Estimasi total load peralatan kelistrikan essential No. Item S *) M *) CH *) P *)

1 MACHINERY PART

Cont. Load (kW) 118.23 116.33 27.27 27.27

Interm. Load (kW) 9.05 9.05 1.16 1.16

2 HULL PART

Cont. Load (kW) 45.84 44.68 202.2 40.00

Interm. Load (kW) 0.00 0.00 0.00 0.00

3 ELECTRICAL PART

Cont. Load (kW) 28.43 28.43 23.53 23.53

Interm. Load (kW) 0.10 0.10 0.10 0.10

4 TOTAL POWER

Cont. Load (kW) 192.5 189.44 253.0 90.80

Interm. Load (kW) 9.15 9.15 1.26 1.26

5 Faktor Div. (0.7 d) 6.41 6.41 0.88 0.88

6 Total Load (kW) 198.91 195.85 253.88 91.68


8 Capacity (kW) 146 146 146 146

9 Avail. Power (kW) 292 292 292 146

10 Load Factor (LF) 0.681 0.671 0.869 0.628

11 Shore Conn. (kW) 291.96

*) Keterangan:





dimana,

Kondisi Berlayar


= 118.23 + 45.84 + 28.43

= 192.5 kW


= 9.05 + 0.00 + 0.10

48

= 9.15 kW

Kondisi Manoeuvring


= 116.33 + 44.68 + 28.43

= 189.44 kW


= 9.05 + 0.00 + 0.10

= 9.15 kW

Kondisi Bongkar Muat


= 27.27 + 202.2 + 23.53

= 253.0 kW


= 1.16 + 0.00 + 0.10

= 1.26 kW

Kondisi Berlabuh


= 27.27 + 40.0 + 23.53

= 90.80 kW


= 1.16 + 0.00 + 0.10

= 1.26 kW

Shore Connection

P = 100% total load CH + 15 % total load CH

= 1.15 x total load CH

= 1.15 x 253.88

= 291.96 kW

49

Berdasarkan hasil perhitungan yang ditunjukkan Tabel

4.2. dan 4.3. terkait dengan load atau beban yang harus

ditanggung oleh generator pada beberapa kondisi operasi

kapal maka perlu dilakukan perhitungan spare daya generator

untuk menentukan batas bawah daya yang dihasilkan

generator agar dapat menanggung beban yang beroperasi.

Penentuan batas bawah daya yang dihasilkan generator

merupakan hal penting yang perlu diperhatikan, mengingat

tidak selamanya generator bekerja secara ideal. Hal ini

berkaitan dengan efisiensi generator yang akan selalu

menurun berbanding lurus dengan life time generator itu

sendiri. Penurunan efisiensi generator akan mempengaruhi

jumlah beban yang dapat ditanggung generator. Pada Tabel

4.4. dapat dilihat skenario efisiensi generator terhadap beban

tetap yang ada di kapal sehubungan dengan penentuan batas

bawah daya yang dihasilkan generator:

Tabel 4.4. Skenario efisiensi generator terhadap beban tetap No. Item S *) M *) CH *) P *)

1 Total Load (kW) 228.73 224.17 306.67 196.06


3 Capacity (kW) 146 146 146 146

4 Avail. Power (kW) 292 292 438 292

6 Avail.

Power

Eff. 100% (kW) 292 292 438 292

Spare Daya (kW) 63.27 67.83 131.33 95.94

7 Avail.

Power

Eff. 90% (kW) 262.80 262.80 394.20 262.80

Spare Daya (kW) 34.07 38.63 87.53 66.74

8 Avail.

Power

Eff. 80% (kW) 233.6 233.6 315.36 233.6

Spare Daya (kW) 4.87 9.43 8.69 37.54

9 Avail.

Power

Eff. 70% (kW) 204.4 204.4 306.6 204.4

Spare Daya (kW) -24.33 -19.77 -0.07 8.34

10 Avail.

Power

Eff. 60% (kW) 175.2 175.2 262.8 175.2

Spare Daya (kW) -53.53 -48.97 -43.87 -20.86

*) Keterangan:


50




Melalui skenario efisiensi generator di atas dapat

diketahui bahwa daya yang dihasilkan generator akan dapat

menanggung beban total pada saat efisiensi generator

minimal 80% dengan kata lain batas bawah daya yang harus

dihasilkan generator sebesar 80% dari daya pada spesifikasi.

Ketika generator beroperasi pada efisiensi dibawah 80%

maka akan terjadi lonjakan beban sehingga dapat dipastikan

generator trip dan sistem akan mengalami black out.

Pencegahan kondisi ini dilakukan dengan menerapkan power

management system (PMS). Pilihan yang dapat dilakukan

melalui PMS ketika daya yang dihasilkan generator kurang

dari 80% daya spesifikasi, salah satunya akibat penurunan

efisiensi, adalah dengan melakukan cut off beban yang non

essential atau dengan cara melakukan operasi paralel

generator. Dengan demikian kapal akan tetap dapat

beroperasi meskipun daya yang disuplai terbatas. Adapun

spare daya yang dihasilkan dari cut off beban dapat diamati

pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Spare daya gen. setelah cut off beban non essential No. Item S *) M *) CH *) P *)

1 Total Load (kW) 198.91 195.85 253.88 91.68


3 Capacity (kW) 146 146 146 146

4 Avail. Power (kW) 292 292 438 292

6 Avail.

Power

Eff. 80% (kW) 233.6 233.6 315.36 233.6

Spare Daya (kW) 34.69 37.75 61.48 141.92

7 Avail.

Power

Eff. 70% (kW) 204.4 204.4 306.6 204.4

Spare Daya (kW) 5.49 8.55 52.72 112.72

8 Avail.

Power

Eff. 60% (kW) 175.2 175.2 262.8 175.2

Spare Daya (kW) -23.71 -20.65 8.92 83.52

*) Keterangan:

51





Melalui Tabel 4.5., diketahui bahwa dengan melakukan

cut off pada beban yang non essential melalui PMS dapat

berdampak pada naiknya spare daya yang dihasilkan

generator sehingga sistem akan terhindar dari black out.

4.5 Pemodelan dengan Software LabVIEW

LabVIEW, Gambar 4.1., merupakan perangkat lunak

yang dikembangkan untuk pengukuran dibidang

perindustrian, eksperimen, pendidikan, dan aplikasi

otomatisasi berbasis pemrograman secara gambar atau

diagram. LabVIEW difungsikan untuk melakukan analisis

numerik, desain, dan menggambarkan hasil data. LabVIEW

memiliki beberapa toolkit dan modul untuk analisa dan

desain kontrol, pengolahan sinyal, identifikasi sistem,

formula, simulasi dan lain sebagainya. Pada penelitian ini

sofware LabVIEW yang digunakan adalah versi 2013.

52

Gambar 4.1. Tampilan awal software LabVIEW

Pemodelan power management system pada pengerjaan

tugas akhir ini menggunakan software LabVIEW agar

simulasi lebih mudah dipahami dan dioperasikan.

Gambar 4.2. Front panel pada software LabVIEW

53

Front panel pada software LabVIEW, Gambar 4.2. akan

menunjukan beberapa panel hasil perancangan melalui block

diagram. Panel yang telah dibuat, dioperasikan sebagai

bentuk simulasi dari sistem yang telah dirancang. Front panel

diibaratkan sebagai area kontrol sistem untuk controlling dan

monitoring.

Gambar 4.3. Block diagram pada software LabVIEW

Block diagram pada software LabVIEW, Gambar 4.3.,

berfungsi untuk merancang logika pemodelan atau simulasi

sistem yang direncanakan. Tujuan dari pembuatan block

diagram adalah untuk mempermudah pembacaan atau

perencangan sistem sehingga mudah dipahami.

54

Gambar 4.4. Menu utama pada software LabVIEW

Melalui menu utama dapat dilihat beberapa command

yang digunakan untuk merancang power management system.

55

Gambar 4.5. Beberapa fungsi pada front panel

56

Gambar 4.6. Fungsi numeric pada front panel

57

Gambar 4.7. Fungsi boolean pada front panel

58

Gambar 4.8. Beberapa fungsi pada block diagram

59

Gambar 4.9. Fungsi structures pada block diagram

60

Gambar 4.10. Fungsi numeric pada block diagram

61

Gambar 4.11. Fungsi boolean pada block diagram

62

Gambar 4.12. Fungsi comparison pada block diagram

63

Gambar 4.13. Fungsi numeric pada block diagram

Gambar 4.14. Fungsi scripts & formulas pada block diagram

Pada Gambar 4.1. s/d Gambar 4.14 telah ditunjukkan

menu dan beberapa fungsi yang akan digunakan dalam

64

pemodelan sistem. Selanjutnya fungsi-fungsi tersebut akan

diolah sesuai dengan data yang ada. Pemodelan power

management system didasarkan pada beban terpasang,

generator yang digunakan oleh kapal, kondisi operasi kapal,

dan beberapa skenario yang sudah ditentukan untuk

mensimulasikan sistem.

Pemodelan power management system diawali dengan

mengilustrasikan beban menggunakan fungsi boolean sebagai

toggle switch dan lampu indikator. Banyaknya beban dibagi

berdasarkan machinery part, hull part, dan electrical part.

Ilustrasi beban pada front panel dan block diagram


Gambar 4.15. Fungsi boolean (beban) pada front panel

65

Gambar 4.16. Fungsi boolean (beban) pada block diagram

Beban terpasang yang telah dimodelkan, disusun

sedemikian rupa sehingga akan tampak seluruhnya menjadi

suatu panel yang dapat dilihat pada front panel. Beban

terpasang direncanakan beroperasi sesuai dengan kondisi

operasi kapal sehingga pada front panel harus diberi

tambahan indikator untuk mensimulasikan kondisi operasi

kapal sailing, manoeuvring, cargo handling, dan at port

dengan nilai beban yang berbeda pada masing-masing

kondisi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.17.

Gambar 4.17. Kondisi operasi kapal pada front panel

Seluruh beban terpasang akan dihubungkan dengan

generator-generator yang telah tersedia berdasarkan

perhitungan kebutuhan generator. Sehingga pada saat

generator dinyalakan baik kondisi beroperasi sendiri atau

paralel maka beban akan dapat menyala yang ditunjukkan

dengan indikator lampu. Adapun mode pada generator dapat

dilihat pada front panel berupa indikator lampu off, stand by,

dan operate. Ilustrasi generator beserta indikator dan mode

operasinya ditunjukkan pada Gambar 4.18. dan 4.19.

66

Gambar 4.18. Indikator pada generator

Gambar 4.19. Indikator mode operasi generator

Indikator mode operasi generator diperlukan untuk

menunjukkan apakah generator tersebut siap untuk digunakan

atau tidak, mengingat generator tidak dapat beroperasi

seketika dikarenakan kebutuhan starting prime mover.

Setelah kondisi stand by dan beban dinyalakan maka

indikator generator akan menunjukkan operate. Adapun

block diagram yang digunakan dalam memodelkan arus dan

67

total load pada generator menggunakan fungsi formula

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.20.

Gambar 4.20. Indikator arus dan total load pada generator

Setelah front panel power management system tersusun,

maka skenario pembebanan terhadap generator dapat

dilakukan dan power management system dapat dijalankan

sebagai fungsi controling dan monitoring. Front panel power

management system dan block diagram pemodelan


68

Gambar 4.21. Front panel power management system

69

Gambar 4.22. Block diagram power management system

70


71

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melalui proses analisis, perhitungan, pemodelan,

dan simulasi maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Pengelompokan peralatan kelistrikan berdasarkan daya

keluaran generator dilakukan dengan menentukan

peralatan yang essential dan non essential pada masing-

masing kondisi operasi kapal tanker. Kelompok

peralatan yang essential: peralatan penunjang engine

service, peralatan ventilasi – AC, peralatan penerangan,

dan peralatan navigasi & komunikasi, dimana selain itu

adalah peralatan non essential yang pada kondisi

emergency harus dapat dicut off sewaktu-waktu untuk

menjaga kontinuitas operasi kapal tanker utamanya pada

saat proses cargo handling. Pengelompokan ini

berpengaruh pada kinerja generator dimana generator

akan menanggung beban puncak sebesar 306.67 kW

dengan kondisi seluruh peralatan kelistrikan beroperasi

untuk memenuhi kebutuhan bongkar muat kapal tanker.

Sedangkan pada kondisi emergency dan cut off non

essential load melalui PMS telah dilakukan, generator

hanya akan menanggung beban sebesar 253.88 kW

untuk kebutuhan yang sama. Pada kasus paling ekstrim

(total effisiensi operasi paralel sebesar 70%) generator

masih dapat menanggung beban sebesar 306.6 kW

dengan spare daya sebesar 52.72 kW.

2. Pengembangan simulasi PMS yang diterapkan pada

penelitian kali ini dibandingkan dengan simulasi serupa

pada penelitian sebelumnya yaitu berupa human

machine interface yang lebih user friendly, penggunaan

switch & indikator-indikator penting untuk beban

72

terpasang maupun generator yang lebih lengkap dapat

memudahkan operator dalam pengambilan tindakan

berdasarkan skenario kerja yang ditentukan.

3. Dalam penelitian ini skenario kerja yang ditentukan

berupa penambahan dan/ pengurangan beban yang

beroperasi dan penurunan efisiensi operasi paralel

generator. Tindakan yang perlu dilakukan ketika terjadi

penambahan dan/ pengurangan beban maka crew harus

melihat indikator beban total yang bekerja. Hal ini

diperlukan untuk mengoptimalkan kerja generator,

seperti: apakah generator perlu diparalelkan atau tidak,

ataukah beban non essential yang perlu dicut off

sehingga generator akan bekerja sesuai load factor yang

disarankan. Selain itu, ketika terjadi penurunan efisiensi

operasi generator yang dapat dimonitor melalui PMS

maka crew harus melakukan cut off beban non essential

dan/ melakukan perawatan terhadap generator untuk

memperpanjang masa pakai sebelum generator

beroperasi pada batas bawah dalam rangka pencegahan

black out saat cargo handling kapal tanker atau saat

beban puncak.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil pengerjaan tugas akhir ini, diajukan

beberapa saran yang dapat dilakukan untuk penelitian

selanjutnya, yaitu:

1. Simulasi lebih lanjut terkait dengan operasi paralel

generator dapat dilakukan dalam rangka realisasi PMS.

2. Simulasi PMS dapat diujicobakan pada tipe kapal dan

sistem yang lain sebagai bahan evaluasi dan

pengembangan dari simulasi yang sudah pernah

dilakukan.

73

DAFTAR PUSTAKA

Buell, Charles, July. 2011. My electrical panel has no main

breaker – is that a problem?, <URL:

http://activerain.com/blogsview/2371182/my-electrical-

panel-has-no-main-breaker---is-that-a-problem->.

Frozee, Jab, May. 2014. Main Switch Board (MSB) Safeties,

Protection and Maintenance, <URL:

http://marineengineeringonline.com/main-switch-board-msb-

safeties-protection-and-maintenance/>.

Kaushik, Mohit, July. 2013. What are the Main Safety Devices for

Main Switch Board on Ship?, <URL:

http://www.marineinsight.com/marine-electrical/what-are-

the-main-safety-devices-for-main-switch-board-on-ship/>.

Ma’arif, Firmansyah Putra Agung. 2011. Simulasi Paralel

Generator Secara Otomatis pada Kapal STAR-50 BSBC

50,000 DWT dengan Menggunakan Pendekatan Software

LabVIEW 8.5. Tugas Akhir. Institut Teknologi Sepuluh

Nopember. Surabaya

Markert, Matthias. 2013. Power Management Systems. Lecture

Notes on Ship Automation. Hochschule Wismar. Germany

Marshel S., Dyonisius. 2014. Perancangan Power Management

System pada Kapal Penumpang. Tugas Akhir. Institut

Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya

Putra, Arya Kemal Pratama. 2012. Kajian Teknis Perencanaan

Solar Cell untuk Wahana Bawah Laut Berpenggerak Motor

Listrik Bertenaga Baterai. Tugas Akhir. Institut Teknologi

Sepuluh Nopember. Surabaya

Radan, Damir. 2008. Integrated Control of Marine Electrical

Power Systems. Thesis for The Degree of Philosophiae

Doctor. Norwegian University of Science and Technology.

Norway

http://activerain.com/blogsview/2371182/my-electrical-panel-has-no-main-breaker---is-that-a-problem-

http://activerain.com/blogsview/2371182/my-electrical-panel-has-no-main-breaker---is-that-a-problem-

http://marineengineeringonline.com/main-switch-board-msb-safeties-protection-and-maintenance/

http://marineengineeringonline.com/main-switch-board-msb-safeties-protection-and-maintenance/

http://www.marineinsight.com/marine-electrical/what-are-the-main-safety-devices-for-main-switch-board-on-ship/

http://www.marineinsight.com/marine-electrical/what-are-the-main-safety-devices-for-main-switch-board-on-ship/

74


LAMPIRAN

Our energy working for you.™

www.cumminspower.com

© 2012 Cummins Power Generation Inc. All rights reserved. “Cummins Power Generation” and “Cummins” are registered trademarks of Cummins.

“PowerCommand®”is the registered trademark of Cummins Power Generation. “Our energy working for you.™” is the trademark of Cummins Power Generation. Specifications are subject to change without notice. EA_S_CC_09 V3(2014/01)

Cummins Power Generation

C220 D5

Diesel Generator Set

Specification sheet

C220 D5

50Hz


Made by Cummins Power Generation

Cummins Power Generation commercial diesel generator sets integrate the universal design, production and testing standard of

Cummins, providing fully reliable and integrated power generation systems with optimum performance for applications in standby power,

prime power and continuous operation.

In accordance with the standard of ISO8528-2005 and GB/T2820-2009 AC Generator Sets Driven by Reciprocating Internal Combustion

Engine.

Certified to ISO9001 and ISO9002 for generator set design and

manufacture.

Cummins provides full quality assurance and is responsible for the

warranty of generator sets including engine, alternator and control system.

National specialized service network ensures 24 hours after-sale

service and the supply of parts and accessories.

Standard Features of Generator Set

Engine: Cummins 6C series engine.

Type： Four-stroke, water cooled, turbocharged and air-to-air aftercooled.

Structure：Cast steel crankshaft, connecting rod, cast iron cylinder

block.

Cooling system：Built-in water circulating pump and thermostat improves working efficiency of engine.

Filter：Cummins Fleetguard series high-precision filter.

Alternator: Stamford UC series alternator.

Type：Revolving magnetic field, single bearing, 4 pole, brushless, drip proof structure, in accordance with GB755, BS5000, and IEC34-1.

Stator：Taper slot structure, 2/3 pitch windings, effectively

suppressing waveform distortion of third harmonic current and output voltage under non-linear load.

Rotor：Flexible driving disc connected to engine directly, perfect damper winding reduces parallel oscillation.

Cooling system：Directly drive centrifugal blower fan. Control System: PowerCommand

® control system based on

microprocessor.

Short-Circuit Protection: Schneider breaker, AmpSentryTM

patent protection, PowerCommand®

controller.

Base Frame: Bolted steel base frame with A/V mounting,

complex seismic structure and bottom oil tank.

Radiator: Standard genset mounted radiator.

Standard Accessories: Exhaust elbow, exhaust bellows,

exhaust silencer, etc.

Genset model Standby Power Prime Power

Engine Alternator Control System kVA kW kVA kW

C220 D5 220 176 200 160 6CTAA8.3-G2 UCI274H PC1.1

230/400VAC，50Hz，0.8PF（lagging）3 phase

http://www.cumminspower.com/





Generator Set Specifications

Standby Prime

Voltage regulation (no load to full load) ± 1%

Steady-state voltage variation ± 1%

Frequency regulation (no load to full load) Isochronous

Steady-state frequency variation ±0.25%

EMC compatibility BS EN 61000-6-4 / BS EN 61000-6-2

Fuel consumption, g/kw·h(L/hr)@100% load 209(51) 205(45)

Battery starting capacity, A/hr 120*2

Total coolant capacity (with engine and water tank), L 42

Bottom oil tank capacity, L 400

Engine Specifications

Model 6CTAA8.3-G2

Configuration Cast iron, in-line, 6-cylinder

Displacement, L 8.3

Compression ratio 18.0:1

Aspiration Turbocharged and air-to-air aftercooled.

Fuel system Direct injection

Bore* stroke, mm 114*135

Rated speed, rpm 1500

Governor type Electronic

Starting voltage 24V, negative ground

Battery charging alternator 24V,40A

Cold starting current, CCA 475 (-12℃)

Lube oil capacity, L 24

Combustion air (standby), m³/s 0.19

Coolant capacity, L 12

Maximum fuel flow, L/hr 30

Maximum fuel inlet resistance, mmHg 20.3

Generator Specifications

Protection class IP23

Insulation system Class H

Standard temperature rise Standby, 150℃（at 40℃ ambient temperature）

Exciting type Self-exciting

AC waveform total harmonic distortion <1.5% no load, <5% 3-phase balanced linear load

Telephone influence factor（TIF） <50（per NEMA MG1-22.43）

Telephone harmonic factor（THF） <2%

Exhaust Specifications

Standby Prime

Exhaust gas flow at rated load , L/S 547 480

Exhaust gas temperature, ℃ 580 510

Maximum exhaust back pressure, kPa 10

Cooling System Specifications

Radiator ambient design, ℃ 50

Minimum air inlet (outlet) area, ㎡ 1.39（1.1）

Radiator tank capacity, L 30

Radiator cooling air flow(standby), m³/s 5.6

Total heat rejection, kW 26.8

Maximum cooling air flow static resistance, Pa 124.5






The PowerCommand®

1.1

- Generator Set Control

• The PowerCommand® 1.1 control is a microprocessor based

generator set monitoring control system. The control provides a simple

operator interface to the generator set, digital voltage regulation, digital engine speed governing, start / stop control, and protective functions.

• The PowerCommand® 1.1 generator set control is suitable for use on

a wide range of generator sets in non-paralleling applications.

• The PowerCommand® Control can be configured for any frequency,

voltage and power configuration from 120 to 600 VAC for 50 Hz or 60 Hz operation.

• Power for the control is derived from the generator set starting

batteries. The control functions over a voltage range from 8 VDC to 35 VDC.

Major Features

• 12 or 24 VDC Battery Operation

• Digital Voltage Regulation full wav e rectified single phase (line

to line) sensing.

• Engine Starting includes relay driv ers for start, fuel shut off

(FSO), and glow plug.

• Configurable Inputs and Outputs. Two discrete inputs and two dry contact relay outputs.

• Generator Set Monitoring: Displays status of all critical engine & alternator generator set functions.

• Smart Starting Control System: Integrated fuel ramping to limit black smoke & frequency overshoot.

• Adv anced Serviceability using INPOWER.

Control System

Includes all functions to locally or remotely start and stop, and protect the generator set.

Control Switch - RUN/OFF/AUTO

•OFF Mode - the generator set is shut down & cannot be started; as well as resets faults.

•RUN mode - the generator set will execute its start sequence.

•AUTO mode - the generator set can be started with a start signal from a remote device.

Status Indications

The control has a lamp driver for external fault/status indication. Functions include:

• The lamp flashes during preheat (when used) and while the generator set is starting.

• READY TO LOAD - flashing until the set is at rated voltage and frequency, then on continuously.

• Fault conditions are displayed by flashing a two-digit fault code number.

LED Indicating Lamps - includes LED indicating lamps for the

following functions;

•Not in Auto

•Remote Start

•Warning

•Shutdown

•Auto

•Run

•Remote Emergency Stop Switch Input. Immediate shut down of the generator set on operation.

Base Engine Protection -

•Low Oil Pressure Shutdown

•High Engine Temperature Shutdown

•Underspeed/Sensor Fail Shutdown

•Fail to Start

•Battery Charging Alternator Fail Warning

PowerCommand®

1.1

PCC1302 HMI211






Standard Generator Set

Model Dim “A”（mm） Dim “B”（mm） Dim “C”（mm） Weight* Dry Weigh（t kg） C220 D5 2686 1300 1814 1962

Standard Outline Drawings of Generator Set

The outlines are for illustrativ e purposes only, not used for installation design.

Please refer to genset outline drawing for exact representation of this model for installation design.

Ratings Definitions:

Emergency Standby Power (ESP):

Applicable for supplying power to varying electrical load for the duration of power interruption of a reliable utility source. Emergency

Standby Power (ESP) is in accordance with GB.T2820/ISO 8528. The effective oil limited power is in accordance with ISO 3046, AS

2789, DIN 6271 and BS 5514.

Limited-time Running Power (LTP): Applicable for supplying power to a constant electrical load for

limited hours. Limited-time Running Power (LTP) is in accordance with GB.T2820/ISO 8528.

East Asia, Cummins Power Generation

Prime Power (PRP):

Applicable for supplying power to varying electrical load for unlimited hours. Prime Power (PRP) is in accordance with GB.T2820/ISO 8528. A 10% overload capability is available in accordance with ISO

3046, AS 2789, DIN 6271 and BS 5514.

Base Load (Continuous) Power (COP):

Applicable for supplying power continuously to a constant electrical load for unlimited hours. Continuous Power (COP) is in accordance

with GB.T2820/ISO 8528, ISO 3046, AS 2789, DIN 6271 and BS 5514.

NO.2, Rongchang East Street, Beij ing Economic -Technological Development Area, Beijing, P.R.China.

Post code：100176

Tel：86 (10) 5902 3000

Fax：86 (10) 5902 3199

Email：[email protected]

Cummins hotline (China)：400-810-5252


mailto:[email protected]

Spec. Eff. Real CL IL CL IL

2 2.20 0.95 2.32 1 0.80 1.85 - 1 0.80 1.85 -

2 12.00 0.95 12.63 1 0.80 10.11 - 1 0.65 8.21 -

2 2.31 0.95 2.43 1 0.80 1.95 - 1 0.80 1.95 -

2 9.10 0.95 9.58 1 1.00 9.58 - 1 1.00 9.58 -

1 7.50 0.95 7.89 1 0.80 6.32 - 1 0.80 6.32 -

1 11.20 0.95 11.79 1 0.80 9.43 - 1 0.80 9.43 -

2 2.20 0.95 2.32 1 1.00 2.32 - 1 1.00 2.32 -

2 5.50 0.95 5.79 1 1.00 5.79 - 1 1.00 5.79 -

2 0.75 0.95 0.79 1 1.00 0.79 - 1 1.00 0.79 -

2 12.00 0.95 12.63 1 1.00 12.63 - 1 1.00 12.63 -

1 2.70 0.95 2.84 1 1.00 2.84 - 1 1.00 2.84 -

1 11.00 0.95 11.58 1 0.65 - 7.53 1 0.65 - 7.526

2 1.70 0.95 1.79 1 0.85 - 1.52 1 0.85 - 1.521

2 15.00 0.95 15.79 1 1.00 15.79 - 1 1.00 15.79 -

1 18.50 0.95 19.47 1 1.00 19.47 - 1 1.00 19.47 -

1 8.50 0.95 8.95 1 1.00 8.95 - 1 1.00 8.95 -

1 5.50 0.95 5.79 1 1.00 5.79 - 1 1.00 5.79 -

1 2.20 0.95 2.32 1 1.00 2.32 - 1 1.00 2.32 -

1 2.20 0.95 2.32 1 1.00 2.32 - 1 1.00 2.32 -

17. Circ. Pp. for Preheater

18. Circ. Pp. for Evaporator

19. Drain Tank Pp.

Lampiran 2.1.1 Nilai CL dan IL Peralatan Kelistrikan Mach. Part (Berlayar dan Manoeuvring)

Peralatan TotalPower (kW)

Berlayar Manoeuvring

LFPower (kW)

LFPower (kW)

14. SW Cooling Pp.

15. Stand by Circ. Pp. HT

16. Stand by Circ. Pp. LT

Work

Total

Work

Total

A. ENGINE SERVICE

1. HFO - MDO Transfer Pp.

2. Separator + Feed Pp.

3. Fuel Feed Pp.

4. HFO Circulating Pp.

5. MDO Circulating Pp.

6. Th. Oil Boiler Circ. Pp.

MACHINERY PART

7. LO Transfer Pp.

8. LO Separator

9. LO Separator Feed Pp.

10. Separator Preheater

11. LO Pp. (Stand by)

12. Pre LO Pp.

13. Air Compressor


1 7.50 0.95 7.89 1 0.85 - 6.71 1 0.85 - 6.71

1 2.00 0.95 2.11 1 0.85 1.79 - 1 0.85 1.79 -

1 2.50 0.95 2.63 1 0.85 2.24 - 1 0.85 2.24 -

1 30.00 0.95 31.58 1 0.60 - 18.95 1 0.60 - 18.95

1 5.00 0.95 5.26 - - - - - - - -

1 5.00 0.95 5.26 1 0.60 - 3.16 1 0.20 - 1.05

1 2.20 0.95 2.32 1 0.85 1.97 - 1 0.85 1.97 -

1 2.20 0.95 2.32 1 0.85 1.97 - 1 0.85 1.97 -

1 1.50 0.95 1.58 1 0.85 1.34 - 1 0.85 1.34 -

127.5 125.6

37.86 35.76

Keterangan:

Essential Equipment

Non Essential Equipment

5. Ballast Pp.

6. Ballast - Bilge Pp.

7. Hydrophore FW

8. Hydrophore SW

9. Sewage Treatment Plant

TotalPower (kW)

B. GENERAL SERVICE

1. Bilge Pp.

2. Oily Water Pp.

3. Oily Water Separator

4. Fire Pp.

Subtotal Machinery PartContinuous Load

Intermittent Load


Work

TotalLF

Power (kW) Work

TotalLF

Power (kW)Peralatan


2 2.20 0.95 2.32 - - - - - - - -

2 12.00 0.95 12.63 - - - - - - - -

2 2.31 0.95 2.43 1 0.80 1.95 - 1 0.80 1.95 -

2 9.10 0.95 9.58 1 1.00 9.58 - 1 1.00 9.58 -

1 7.50 0.95 7.89 1 0.80 6.32 - 1 0.80 6.32 -

1 11.20 0.95 11.79 1 0.80 9.43 - 1 0.80 9.43 -

2 2.20 0.95 2.32 - - - - - - - -

2 5.50 0.95 5.79 - - - - - - - -

2 0.75 0.95 0.79 - - - - - - - -

2 12.00 0.95 12.63 - - - - - - - -

1 2.70 0.95 2.84 - - - - - - - -

1 11.00 0.95 11.58 - - - - - - - -

2 1.70 0.95 1.79 1 0.65 - 1.16 1 0.65 - 1.16

2 15.00 0.95 15.79 - - - - - - - -

1 18.50 0.95 19.47 - - - - - - - -

1 8.50 0.95 8.95 - - - - - - - -

1 5.50 0.95 5.79 - - - - - - - -

1 2.20 0.95 2.32 - - - - - - - -

1 2.20 0.95 2.32 - - - - - - - -

18. Circ. Pp. for Evaporator

19. Drain Tank Pp.

10. Separator Preheater

11. LO Pp. (Stand by)

17. Circ. Pp. for Preheater

6. Th. Oil Boiler Circ. Pp.

MACHINERY PART

A. ENGINE SERVICE

1. HFO - MDO Transfer Pp.

2. Separator + Feed Pp.

3. Fuel Feed Pp.

4. HFO Circulating Pp.

5. MDO Circulating Pp.


7. LO Transfer Pp.

8. LO Separator

9. LO Separator Feed Pp.

12. Pre LO Pp.

13. Air Compressor

14. SW Cooling Pp.


Lampiran 2.1.2 Nilai CL dan IL Peralatan Kelistrikan Mach. Part (Bongkar Muat dan Berlabuh)


Bongkar Muat Berlabuh

Work

TotalLF

Power (kW) Work

TotalLF

Power (kW)


1 7.50 0.95 7.89 1 0.85 - 6.71 1 0.85 - 6.71

1 2.00 0.95 2.11 1 0.85 1.79 - 1 0.85 1.79 -

1 2.50 0.95 2.63 - - - - - - - -

1 30.00 0.95 31.58 1 0.60 - 18.95 1 0.60 - 18.95

1 5.00 0.95 5.26 1 0.85 4.47 - 1 0.85 4.47 -

1 5.00 0.95 5.26 1 0.20 - 1.05 1 0.20 - 1.05

1 2.20 0.95 2.32 1 0.85 1.97 - 1 0.85 1.97 -

1 2.20 0.95 2.32 1 0.85 1.97 - 1 0.85 1.97 -

1 1.50 0.95 1.58 1 0.85 1.34 - 1 0.85 1.34 -

38.8 38.8

27.87 27.87

Keterangan:

Essential Equipment


5. Ballast Pp.

6. Ballast - Bilge Pp.

7. Hydrophore FW

8. Hydrophore SW

9. Sewage Treatment Plant

Subtotal Machinery PartContinuous Load

Intermittent Load

4. Fire Pp.

TotalPeralatanPower (kW)


Work

TotalLF

Power (kW) Work

TotalLF

Power (kW)

B. GENERAL SERVICE

1. Bilge Pp.

2. Oily Water Pp.


kW HP

2.20 2.95 380 3

12.00 16.09 380 3

2.31 3.10 380 3

9.10 12.20 380 3

7.50 10.05 380 3

11.20 15.01 380 3

2.20 2.95 380 3

5.50 7.37 380 3

0.75 1.01 380 3

12.00 16.09 380 3

2.70 3.62 380 3

11.00 14.75 380 3

1.70 2.28 380 3

15.00 20.11 380 3

18.50 24.80 380 3

8.50 11.39 380 3

5.50 7.37 380 3

2.20 2.95 380 3

2.20 2.95 380 3

17. Circ. Pp. for Preheater 50

18. Circ. Pp. for Evaporator 50

19. Drain Tank Pp. 50

PhaseVolt

4. HFO Circulating Pp. 50

50

50

50

12. Pre LO Pp.

13. Air Compressor

14. SW Cooling Pp.



8. LO Separator 50

9. LO Separator Feed Pp. 50

10. Separator Preheater 50

11. LO Pp. (Stand by) 50

Lampiran 2.1.3. Spesifikasi Peralatan Kelistrikan Machinery Part

PeralatanPower Frequency

Hz

MACHINERY PART

A. ENGINE SERVICE

1. HFO - MDO Transfer Pp. 50

2. Separator + Feed Pp. 50

3. Fuel Feed Pp. 50

5. MDO Circulating Pp. 50

6. Th. Oil Boiler Circ. Pp. 50

7. LO Transfer Pp.

50

50

50

7.50 10.05 380 3

2.00 2.68 380 3

2.50 3.35 380 3

30.00 40.21 380 3

5.00 6.70 380 3

5.00 6.70 380 3

2.20 2.95 380 3

2.20 2.95 380 3

1.50 2.01 380 3

50

6. Ballast - Bilge Pp. 50

7. Hydrophore FW 50

8. Hydrophore SW 50

9. Sewage Treatment Plant 50

5. Ballast Pp.

50

50

50

50

B. GENERAL SERVICE

1. Bilge Pp.

2. Oily Water Pp.


4. Fire Pp.


2 75.00 0.95 78.95 - - - - - - - -

1 4.00 0.95 4.21 - - - - - - - -

1 30.00 0.95 31.58 - - - - - - - -

1 6.00 0.95 6.32 - - - - - - - -

1 44.76 0.95 47.12 1 0.85 40.05 - 1 0.85 40.05 -

2 2.20 0.95 2.32 - - - - - - - -

1 5.50 0.95 5.79 1 1.00 5.79 - 1 0.80 4.63 -

2 40.00 0.95 42.11 - - - - - - - -

2 18.00 0.95 18.95 - - - - - - - -

45.84 44.68

0.00 0.00

Keterangan:

Essential Equipment


1. Cargo Pp.

Lampiran 2.2.1 Nilai CL dan IL Peralatan Kelistrikan Hull Part (Berlayar dan Manoeuvring)

9. Capstan

5. Fan for E/R

Peralatan Total

2. Stripping Pp.

3. Crane for Tanker

4. Crane for Provision

6. Accom. Ladder Winch

7. Steering Gear

8. Anchor Mooring Winch

Subtotal Hull PartContinuous Load

Intermittent Load

Power (kW)Berlayar Manoeuvring

Work

TotalLF

Power (kW) Work

TotalLF

Power (kW)

HULL PART


2 75.00 0.95 78.95 2 1.00 157.9 - - - - -

1 4.00 0.95 4.21 1 1.00 4.21 - - - - -

1 30.00 0.95 31.58 1 0.80 - 25.26 1 0.80 - 25.26

1 6.00 0.95 6.32 1 0.80 - 5.05 1 0.80 - 5.05

1 44.76 0.95 47.12 1 0.85 40.05 - 1 0.85 40.05 -

2 2.20 0.95 2.32 1 0.60 - 1.39 1 0.60 - 1.39

1 5.50 0.95 5.79 - - - - - - - -

2 40.00 0.95 42.11 - - - - 1 0.85 35.79 -

2 18.00 0.95 18.95 - - - - 1 0.85 16.11 -

202.2 91.94

31.71 31.71

Keterangan:

Essential Equipment


1. Cargo Pp.

5. Fan for E/R

Subtotal Hull PartContinuous Load

Intermittent Load

2. Stripping Pp.

3. Crane for Tanker



7. Steering Gear


9. Capstan

Power (kW)

HULL PART

Lampiran 2.2.2. Nilai CL dan IL Peralatan Kelistrikan Hull Part (Bongkar Muat dan Berlabuh)



Work

TotalLF

Power (kW) Work

TotalLF

kW HP

75.00 100.5 380 3

4.00 5.36 380 3

30.00 40.21 380 3

6.00 8.04 380 3

44.76 60.00 380 3

2.20 2.95 380 3

5.50 7.37 380 3

40.00 53.62 380 3

18.00 24.13 380 3

Lampiran 2.2.3. Spesifikasi Peralatan Kelistrikan Hull Part

1. Cargo Pp. 50

5. Fan for E/R 50

2. Stripping Pp.

3. Crane for Tanker



7. Steering Gear

PeralatanPower Frequency

Hz

HULL PART

50

50

50

PhaseVolt

50

50

50

509. Capstan



1 7.46 1 0.80 5.97 - 1 0.80 5.97 -

1 4.31 1 0.80 3.45 - 1 0.80 3.45 -

1 6.18 1 0.80 4.94 - 1 0.80 4.94 -

1 6.50 1 0.80 5.20 - 1 0.80 5.20 -

1 1.70 1 0.80 1.36 - 1 0.80 1.36 -

1 1.57 1 1.00 1.57 - 1 1.00 1.57 -

1 0.025 1 1.00 0.025 - 1 1.00 0.025 -

1 0.025 1 1.00 0.025 - 1 1.00 0.025 -

2 0.025 2 0.80 0.04 - 2 0.80 0.04 -

1 0.025 1 0.80 0.02 - 1 0.80 0.02 -

1 0.025 1 0.80 0.02 - 1 0.80 0.02 -

1 0.025 - - - - - - - -

1 0.025 1 0.80 0.02 - 1 0.80 0.02 -

1 0.025 1 0.80 0.02 - 1 0.80 0.02 -

Lampiran 2.3.1 Nilai CL dan IL Peralatan Kelistrikan Electrical Part (Berlayar dan Manoeuvring)



Work

TotalLF

Power (kW) Work

TotalLF

Power (kW)

7. Starboard Light

8. Portside Light

9. Masthead Light

10. Stern White

11. Stern Yellow

12. Anchor White

13. All Round Red

14. All Round Green

ELECTRICAL PART


1. Main Deck

2. Poop Deck

3. Boat Deck

4. Bridge Deck

5. Navigation Deck

6. Platform and Engine Room


1 0.025 1 1.00 0.025 - 1 1.00 0.025 -

1 0.125 1 1.00 0.125 - 1 1.00 0.125 -

1 4.80 1 1.00 4.800 - 1 1.00 4.800 -

1 0.01 1 1.00 0.010 - 1 1.00 0.010 -

1 0.168 1 1.00 0.168 - 1 1.00 0.168 -

1 0.022 1 1.00 - 0.022 1 1.00 - 0.022

1 0.184 1 1.00 0.184 - 1 1.00 0.184 -

1 0.108 1 1.00 0.108 - 1 1.00 0.108 -

4 0.075 1 1.00 - 0.075 1 1.00 - 0.075

1 0.053 1 1.00 0.053 - 1 1.00 0.053 -

1 0.189 1 1.00 0.189 - 1 1.00 0.189 -

2 0.005 1 1.00 0.005 - 1 1.00 0.005 -

1 0.10 1 1.00 0.100 - 1 1.00 0.100 -

25 0.007 25 1.00 0.180 - 25 1.00 0.180 -

25 0.007 25 1.00 0.180 - 25 1.00 0.180 -

28.79 28.79

0.097 0.097

Keterangan:

Essential Equipment


Subtotal Electrical PartContinuous Load

Intermittent Load

9. Telephone Internal

13. Speed Log

14. Smoke Detector

15. Heat Detector


1. MF/HF Radio

2. VHF Radio

3. Radar

4. NAVTEX

5. AIS

6. Horn

7. Magnetic Compass

8. ECDIS



Work

TotalLF

Work

TotalLF

Power (kW)

10. Echo Sounder

11. Gyro Compass

12. EPIRB

Power (kW)


1 7.46 1 0.80 5.97 - 1 0.80 5.97 -

1 4.31 1 0.80 3.45 - 1 0.80 3.45 -

1 6.18 1 0.80 4.94 - 1 0.80 4.94 -

1 6.50 1 0.80 5.20 - 1 0.80 5.20 -

1 1.70 1 0.80 1.36 - 1 0.80 1.36 -

1 1.57 1 1.00 1.57 - 1 1.00 1.57 -

1 0.025 1 1.00 0.025 - 1 1.00 0.025 -

1 0.025 1 1.00 0.025 - 1 1.00 0.025 -

2 0.025 2 0.80 0.04 - 2 0.80 0.04 -

1 0.025 1 0.80 0.02 - 1 0.80 0.02 -

1 0.025 1 0.80 0.02 - 1 0.80 0.02 -

1 0.025 - - - - - - - -

1 0.025 1 0.80 0.02 - 1 0.80 0.02 -

1 0.025 1 0.80 0.02 - 1 0.80 0.02 -

Lampiran 2.3.2 Nilai CL dan IL Peralatan Kelistrikan Electrical Part (Bongkar Muat dan Berlabuh)

9. Masthead Light

10. Stern White

8. Portside Light

12. Anchor White

13. All Round Red

14. All Round Green



Work

TotalLF

Power (kW) Work

TotalLF

Power (kW)

ELECTRICAL PART


1. Main Deck

2. Poop Deck

3. Boat Deck

4. Bridge Deck

5. Navigation Deck

6. Platform and Engine Room

7. Starboard Light

11. Stern Yellow


1 0.025 1 1.00 0.025 - 1 1.00 0.025 -

1 0.125 1 1.00 0.125 - 1 1.00 0.125 -

1 4.80 - - - - - - - -

1 0.01 1 1.00 0.010 - 1 1.00 0.010 -

1 0.168 1 1.00 0.168 - 1 1.00 0.168 -

1 0.022 1 1.00 - 0.022 1 1.00 - 0.022

1 0.184 1 1.00 0.184 - 1 1.00 0.184 -

1 0.108 1 1.00 0.108 - 1 1.00 0.108 -

4 0.075 1 1.00 - 0.075 1 1.00 - 0.075

1 0.053 1 1.00 0.053 - 1 1.00 0.053 -

1 0.189 1 1.00 0.189 - 1 1.00 0.189 -

2 0.005 1 1.00 0.005 - 1 1.00 0.005 -

1 0.10 - - - - - - - -

25 0.007 25 1.00 0.180 - 1 1.00 0.007 -

25 0.007 25 1.00 0.180 - 1 1.00 0.007 -

23.89 23.54

0.097 0.097

Keterangan:

Essential Equipment


Subtotal Electrical PartContinuous Load

Intermittent Load

4. NAVTEX

5. AIS

6. Horn

7. Magnetic Compass

8. ECDIS



Work

TotalLF

Power (kW) Work

TotalLF

Power (kW)

12. EPIRB


1. MF/HF Radio

2. VHF Radio

3. Radar

13. Speed Log

14. Smoke Detector

15. Heat Detector

9. Telephone Internal

10. Echo Sounder

11. Gyro Compass

kW HP

0.025 0.034 380 1

0.125 0.168 380 1

4.80 6.434 380 1

0.01 0.013 380 1

0.168 0.225 380 1

0.022 0.029 380 1

0.184 0.247 380 1

0.108 0.145 380 1

0.075 0.101 380 1

0.053 0.071 380 1

0.189 0.253 380 1

0.005 0.01 380 1

0.10 0.134 380 1

0.007 0.010 380 1

0.007 0.010 380 1

PhaseVolt

8. ECDIS

12. EPIRB

13. Speed Log

14. Smoke Detector

15. Heat Detector

11. Gyro Compass

Lampiran 2.3.3. Spesifikasi Peralatan Kelistrikan Hull Part

Peralatan

50

4. NAVTEX

7. Magnetic Compass

Power Frequency

Hz

50

9. Telephone Internal 50

10. Echo Sounder 50

2. VHF Radio 50

3. Radar 50

5. AIS 50

50

6. Horn 50

50

50

50

50

50

HULL PART


1. MF/HF Radio 50

BIODATA PENULIS

Penulis dilahirkan di Palembang 21 Juni 1995,

adalah putra pertama dari dua bersaudara pasangan

Nanang Suharto dan RA. Maya Novalinda. Selama

ini penulis telah menjalani pendidikan formal di

TK Islam Sabilillah Malang, SD Islam Sabilillah

Malang, SMP Negeri 5 Malang, SMA Negeri 8

Malang, dan resmi terdaftar sebagai mahasiswa

Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS,

sekarang Departemen Teknik Sistem Perkapalan

(DTSP) FTK-ITS, dengan NRP 4212 100 060

melalui jalur SNMPTN Tertulis tahun 2012. Dalam rangka

pengembangan diri di dunia kerja, penulis melaksanakan kerja praktek di

PT. Dumas Tanjung Perak Shipyard dan PT. Wartsila Indonesia. Adapun

bidang yang ditekuni penulis di DTSP adalah Marine Electrical and

Automation System (MEAS). Selama menjalani kuliah di ITS, penulis

berpartisipasi dalam kepengurusan himpunan mahasiswa jurusan sebagai

staff Departemen Minat Bakat HIMASISKAL 2013/2014 dan wakil

kepala Departemen Hubungan Luar HIMASISKAL 2014/2015 serta

menjadi asisten praktikum Generator 3 Fasa dalam Mata Kuliah Listrik

Perkapalan selama dua semester di Laboraturium MEAS. Selain

berorganisasi, penulis juga aktif dalam kegiatan penelitian yang didanai

oleh DIKTI melalui Program Kreatifitas Mahasiswa Karsa Cipta (PKM-

KC) pada tahun 2015. Menjelang tahun 2016, penulis tergabung dalam

kelompok penelitian kapal bertenaga surya ITS Marine Solar Boat Team

“Jalapatih 2” yang ikut berlaga dalam kompetisi international Dutch

Solar Challenge 2016 di Belanda.

Raynaldi Pratama

Departemen Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS

Email:[email protected]; [email protected]



PENGEMBANGAN POWER MANAGEMENT SYSTEM UNTUK...

Documents

Transcript of PENGEMBANGAN POWER MANAGEMENT SYSTEM UNTUK...